不同电子供体对Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3

还原脱氯,脱硫细菌Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3可异化还原三价铁,六价铬和三价钴. 乙酸盐,乙醇,氢气,丙酮酸盐,乳酸盐和柠檬酸盐可作为还原可溶性三价铁的电子供体,而只有丙酮酸盐和氢气做电子供体时SF3才能还原不可溶的非晶态三价铁氧化物. 实验测定Fe(Ⅲ)-EDTA还原对乙酸盐氧化的比例为7.76±0.35,而且该过程中没有伴随细菌的生长. SF3可利用氢气,丙酮酸盐或乳酸盐作为电子供体还原六价铬和三价钴, 但这一过程不能利用乙酸盐作为电子供体. 据我们所知,这是首次发现一种SRB(硫酸盐还原菌)可利用乙酸盐还原可溶性三价铁,但无法利用其还原不可溶三价铁以及六价铬和三价钴,该发现说明SF3在金属还原过程中利用了较复杂的电子传递系统.     

一株嗜热产孢子脱硫肠状菌的系统发育分析

从油田注水联合处理站里分离得到的一株嗜热、耐酸、异养型硫酸盐还原菌,编号为CW-01．该菌株兼性厌氧、革兰氏阳性、有极生鞭毛、直或弯曲的短杆状,能产孢子．主要生理生化特性包括：生长pH范围为2．8～11,最佳生长pH为5～6．5,最佳生长盐度为1．3％,最佳生长温度37℃,在15～50℃下培养基中均能使测试瓶有黑色沉淀物产生．如果以硫酸盐为电子受体,则可以在乙酸盐、丙酸盐、乳酸盐、丙酮酸盐、丁酸盐、琥珀酸盐、苹果酸盐、延胡索酸盐、戊酸盐、己酸盐、庚酸盐、辛酸盐、癸酸盐、十三烷基酸盐、十五烷基酸盐、棕榈酸盐、十七烷基酸盐、酵母粉和乙醇等电子供体中生长,也能够利用葡萄糖、果糖作为唯一碳源生长．在乳酸盐为电子供体时,能够在硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等电子受体中生长．从腐蚀防治的角度对该菌株的腐蚀速率、耐1227性质以及生长曲线也进行了测定．通过16s rDNA测序(GenBank上的AC号为：AY742958)以及系列比对分析：该菌属于细菌界(Bactetia)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭菌纲(Clostridia)、梭菌目(Clostridiales)、蛋白胨链球菌科(Peptococcaceae)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculum putei相似性达到98％．     

Desulfovibrio dechloracetivorans strain SF3三价铁还原酶的定位和性质的研究

生理和生化实验结果表明Fe(Ⅲ)-EDTA是SF3偏好的一种可溶性三价铁.连二亚硫酸盐还原后的SF3经过可溶性三价铁氧化后,其紫外可见光谱显示c型细胞色素参与了三价铁的还原过程. 铁还原酶的定位实验说明87%的铁还原酶活性定位于细胞可溶性组分,74%的活性分布于原生质体中,这种分布情况可能与一种和其他细菌不同的铁还原机制有关. SF3的铁还原酶在25 ℃, pH 7 4时显示最高活性,并且在氧气中表现出较强的稳定性.     

1，1-二氯乙烷微生物降解菌群的生理学鉴定

从纽约哈得逊河河底淤泥样品中富集分离得到的微生物菌群,在厌氧条件下,可将1,1-二氯乙烷通过还原脱氯的呼吸代谢方式降解生成一氯乙烷.这个微生物菌群可以利用氢气、甲酸、乙酸、苯甲酸和延胡索酸作为电子供体进行还原脱氯生长,并能以丙酮酸发酵的呼吸方式生长,但丙酮酸不能用来作为电子供体进行还原脱氯.通过对其他氯代化合物是否能作为电子受体的实验,发现只有1,1-二氯乙烷能被脱氯.在培养基中加入亚硫酸盐可完全抑制二氯乙烷的还原脱氯,但硫酸盐、硝酸盐和延胡索酸盐的加入却不影响还原脱氯.在以氢气作为电子供体进行还原脱氯时,每摩尔氯原子的还原相应地使细胞干重增加(4.402±1.241)g.同时对富集分离的菌群进行16S rRNA基因序列分析发现,在脱氯生长方式下,该微生物菌群中Dehalobacter细菌占主导地位.     

磷酸盐浓度对微生物铁还原过程的影响

微生物铁还原过程对淹水稻田中水体富营养化调控具有重要的作用,但高浓度磷酸盐对氧化铁的微生物过程是否产生抑制尚不清楚．为此采用土壤泥浆厌氧培养、接种水稻土浸提液混合培养和铁还原菌纯培养等方法,探讨了磷酸盐浓度对微生物铁还原过程的影响程度．结果表明：在水稻土泥浆培养过程中,Fe（Ⅲ）还原速率随磷酸盐浓度增加而降低,淹水后期高浓度磷酸盐处理中的Fe（Ⅱ）累积量呈下降趋势;磷营养为4～16mmol／L时,四川水稻土中的微生物群落能较好地利用葡萄糖和丙酮酸盐进行Fe（OH）3还原反应,江西水稻土中的铁还原微生物群落对葡萄糖的响应时间有所延迟,2种水稻土浸提液的微生物群落对乳酸盐的利用较差,反应40d后才有明显的Fe（OH）1还原现象在接种铁还原茵的纯培养试验中,磷酸盐浓度在小于1mmol／L或大于16mmol／L时均不能进行铁还原反应,表明铁还原过程对磷酸盐的调控存在浓度阂值．     

可见光条件下铁酸铋还原水中Cr(Ⅵ)效果分析

针对工业废水排放中六价铬和总铬超标所引起的水环境污染问题,采用基于铁酸铋可见光还原方法去除水中六价铬,将水体中高毒性、高迁移性的六价铬还原为低毒性、低迁移性的三价铬。采用水热法制备具有铁磁性的微米级铁酸铋材料。同时,通过一系列实验考察不同光还原体系、铁酸铋初始投量、六价铬初始投量、柠檬酸浓度等关键因素对可见光还原六价铬的影响,并对相关反应机理进行阐述。研究结果表明:制备的微米铁酸铋能带宽度(E_g)为1.86 eV,对六价铬的吸附能力较低,但在可见光下能够有效响应,利用光电子高效还原水中六价铬,并且,随着六价铬初始浓度的降低及催化剂投量的增加,目标物的去除率得到显著升高,同时,柠檬酸在反应体系中也存在最佳投量。在50 mmol/L柠檬酸作用下,0.1 g/L铁酸铋在可见光条件下与20 mg/L六价铬反应60 min,可有效去除97.7%的六价铬。光还原过程符合伪一阶动力学模型(R~2≥0.95)。     

不同淹水时间水稻土微生物群落的Fe(Ⅲ)还原能力及其与脱氢酶活性的关系

为探讨淹水水稻土中微生物Fe(Ⅲ)还原机理,采用厌氧恒温培养方法,比较了水稻土微生物群落在淹水演替过程中,分别以葡萄糖、丙酮酸盐和乳酸盐为底物时的脱氢酶活性变化及Fe(Ⅲ)还原特征.结果显示,不同淹水时间的土壤微生物群落均可以葡萄糖为优势碳源还原Fe(OH)3,最大反应速率对应时间(TVmax)与脱氢酶活性峰值出现时间比较一致,为厌氧培养的6—8d;以丙酮酸盐或乳酸盐为碳源时,脱氢酶活性的半饱和常数Ks表现为淹水30d<12d<1d,Fe(Ⅲ)还原过程和脱氢酶活性均随淹水时间延长而显著增强;Fe(Ⅱ)生成量在91—345mg/L时,土壤脱氢酶具有最大活性.本试验表明,利用葡萄糖的脱氢过程主要发生在厌氧培养初期,脱氢酶活性是影响水稻土中Fe(Ⅲ)还原过程的重要因素;脱氢酶活性峰值出现时间与Fe(Ⅲ)还原最大反应速率Vmax呈显著负相关关系,与TVmax则为显著正相关.     

Leucobacter对Cr(Ⅵ)的还原及其还原产物的成分分析

考察Leucobacter spp．Ch1的细胞在生长状态和休眠状态对六价铬的还原;运用SEM和TEM对还原前后Leucobacter的形态进行观察,并利用EDAX和EPR分析还原产物的成分。研究结果表明：在好氧条件下,生长的细菌还原250mg／L Cr（Ⅵ）需5h,细胞悬液需45min;在厌氧条件下,休眠细胞还原能力较强,而接种子培养基的细菌无还原能力;还原反应的产物主要附着在细菌的末端,表明反应发生于细胞表面;反应产物中Cr的含量为28．2％,表明三价铬以Cr（OH）3沉淀的形式存在。     

石墨基二氧化铅阳极室温电生三价钴的研究

以库仑分析法为研究手段，考察了在室温下经电化学活化的石墨基二氧化铅阳极电生三价钴的条件及其应用．石墨基二氧化铅电极的电化学活化方法是在0．1mol／L硫酸钠溶液中，在搅拌下于～1．0V还原30s，再于 3．0V氧化5min，反复此过程数次即可．在0．20mol／L硫酸钴-0．15mol／L硫酸铁铵-5．5mol／L硫酸体系中，氧化电流为20mA、还原电流为40mA时，活化后的电极电生三价钴的库仑效率可达97％以上，三价钴在溶液中的稳定时间可达30min．将电生的三价钴作为氧化剂，对于适量的葡萄糖和邻苯二甲酸氢钾进行氧化，以重铬酸钾法测定的COD值作为对照标准，其氧化率分别可达99．8％和71．2％．     

碳源对浑球红假单胞菌P_4株氧化－还原反应平衡的影响

本文采用浑球红假单胞菌Ｐ４株（ＲｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓＰ４）作为研究对象，分析了光合细菌在厌氧光照条件下：①利用乙醇或乙酸为碳源时，对ＣＯ２依赖性的差异；②利用乙醇为碳源时，氢气发生量与添加ＣＯ２浓度的关系；③利用一些有机碳源时，氢气发生量与碳代谢中的关键酶活性的变化．从而阐明了光合细菌利用不同碳源时，实现细胞内氧化－还原反应平衡的复杂调控机制．     

几种荚膜红细菌变异体的光合制氢研究

研究了几种荚膜红细菌变异体(IR1,IR3,IR4,JP91)在DL-乳酸盐和L-谷氨酸盐分别为碳源与氮源时的光合成生长与光合制氢过程．通过测定培养液在660nm下吸光度的变化,实现了对不同荚膜红细菌变异体光合生长过程的监测,并讨论了这些变异体的生长特性．所得氢气采用排水法收集,测量了几种荚膜红细菌变异体光合产氢的平均速率、光合产氢量和底物转化效率,并与荚膜红细菌的野生型B10进行了对比．结果表明,它们产氢能力从强到弱的顺序依次为：IR3,JP91,IIⅥ,B10和IR1．将所产生的氢气直接供给一个小型PEM燃料电池使用的实验也证明了它们的产氢能力的差异,其中,变异体IR3所产生的电流最持久。     

脱氮硫杆菌利用FeS自养反硝化过程研究

以硫化亚铁(FeS)为电子供体的自养反硝化反应对水体中硝酸盐的去除有重要贡献．以菌株Thiobacillus (T.) denitrificansATCC 25259为对象,首次研究了脱氮硫杆菌以FeS为底物的自养反硝化过程．结果表明,以FeS作为唯一电子供体时,T. denitrificans可以将NO-3-N(30 mg·L-1)彻底还原为N2．同时,FeS中的硫元素经自养反硝化过程转化为SO2-4,而铁元素与培养基中PO3-4反应生成沉淀物Fe3(PO4)2·8H2O．通过对相关数据拟合发现自养反硝化过程遵循零级反应动力学(R2>0.93),随着FeS加入量的增大,NO-3和NO-2的还原速率均增大,但NO-3的还原速率增大更多,使中间产物NO-2的累积量增大．     

钴含量对铁钴双金属催化剂的费-托合成催化性能的影响

制备了一系列钴含量为0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%的铁钴双金属催化剂,并结合X-射线衍射、X-射线光电子能谱、氢气程序升温还原、氢气程序升温脱附和氧滴定等一系列表征手段,研究了不同含量的钴对铁钴双金属催化剂的结构和费-托合成反应催化性能的影响.结果表明少量钴的加入促进了铁的还原,但较高含量(1.5wt%)的钴使得催化剂表面形成了少量的CoFe2O4物种,钴铁之间相互作用增强导致1.5Co-Fe的还原度降低但分散得更好.铁钴的混合改变了催化剂表面的化学性质,钴的加入使催化剂的低温氢气吸附性能增强.     

不同载体负载的钴基费-托合成催化剂的还原过程研究

研究了不同载体(SiO2、Al2O3、TiO2)负载的钴基费-托合成催化剂在氢气气氛下的还原行为.采用原位X-射线衍射(in-situ XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)技术对催化剂的还原过程进行原位表征,考察了催化剂中活性相Co3O4在还原过程中的物相变化和不同载体对Co3O4还原过程的影响.结果表明:不同载体负载的钴基费-托合成催化剂的还原均分为2步进行,2步还原过程为:Co3O4 H2→3CoO H2O和3CoO 3H2→3Co0 3H2O.不同载体负载的钴基费-托合成催化剂在氢气气氛下的还原性大小顺序为:Co/SiO2>Co/TiO2>Co/Al2O3.     

初始溶液中钴铁摩尔比对钴取代Fe3O4中铁的影响

从实际应用的角度出发,研究了初始溶液中钴铁摩尔比对室温下Co2 进入尖晶石结构的速率和程度的影响,过程中的氧化-还原电位和产物的化学分析、XRD以及IR等光谱分析的结果表明:初始溶液中较小的钴铁摩尔比有利于钴铁酸盐的生成.另外,随Co2 进入尖晶石结构,产物的晶面间距和晶格常数增加,红外振动吸收峰向高波数移动.     

纤维素在1-丁基-3-甲基咪唑系列离子液体中的溶解性能研究

合成了1丁基-3-甲基咪唑的乙酸盐（[bmim][Ac]）、乳酸盐（[bmim][La]）、乙醇酸盐（[bmim][Ga]）以及二氰胺盐（[bmim][Dca]）4种离子液体．测定了70℃时纤维素在这些离子液体中的溶解度，并利用。HNMR核磁研究了其溶解规律．借助傅里叶转换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA），对从[bmim][Ac]／纤维素溶液中再生纤维素的结构和热稳定性进行了表征．结果表明，4种离子液体中，乙酸根的氢键形成能力最强，离子液体[bmim][Ac]对纤维素的溶解效果最佳，而且在纤维素的溶解以及再生过程中，纤维素与[bmim][Ac]溶剂没有发生化学反应，与原料纤维素相比，再生纤维素大分子结构没有被破坏，热稳定性稍有降低．     

改进Ferrozine法测定溶液中的二价铁、三价铁及总铁

铁元素是自然界中常见的微量元素之一,其在溶液中存在亚铁离子、三价铁离子两种价态。为了准确地定量测定亚铁、三价铁及总铁的含量,探索出一种改进的菲啰嗪(Ferrozine)法。二价铁和Ferrozine反应生成紫色络合物,其在562 nm处有最大吸收峰。利用该特点,可以直接测定二价铁含量,以盐酸羟胺为还原剂,将三价铁还原为二价铁后,即可测定总铁含量,进一步计算出三价铁含量。结果表明:该方法能准确测定游离二价铁及总铁,测定结果和ICP-AES法的结果吻合,同时三价铁计算结果和黄血盐测定三价铁的结果吻合;并且该方法可用于预测分散在水相的四氧化三铁纳米颗粒的铁含量,与ICPAES法相比,校正系数约为0.85。因此该方法适用性广,操作简单而经济,结果准确。     

碳硫比及碳源种类调控重力排水管道内甲烷及硫化氢排放特征

为了探究C/S及碳源种类对重力排水官网中释放的甲烷和H2S的影响,本研究构建模拟重力排水管网,通过更改进水C/S和碳源种类分析了甲烷,H2S释放的释放特征及管网生物膜微生物的群落结构。结果表明C/S由4增加至8时,甲烷和H2S的释放量由15.9 g和0.9 g下降至7.4g和0.3g,然而进一步升高C/S至16时,甲烷和H2S的释放量显著提高。微生物种群分析揭示C/S提高促进了Desulfonema的相对丰度。碳源影响分析表明相较于乙酸盐,SRB更易利用丙酸盐作为电子供体生产H2S。酶活性分析进一步揭示丙酸盐更易作为硫酸盐还原菌SRB的电子供体。     

利用腐植酸类物质处理含铬废水

铬常以六价和三价的形式存在于工业废水废渣中,这些废水废渣,严重污染河水和地下水,造成对人体、动物、植物、微生物的毒害。处理含六价铬废水的关键是找一种便宜而易得的还原剂,目前虽然已找到了不少方法,但所用还原剂一般较贵,致使成本较高。内蒙古工学院化工系腐植酸组在制备纯腐植酸的过程中,发现在碱性液溶中草炭可将硫酸根中的 S~(+6)还原为 S~(-2),由此想到能否利用腐植酸类物质作为还原剂来处理六价铬废水废     

水热法合成高容量的纳米级锂离子电池负极材料钴酸盐

采用水热法制备出了3种不同的纳米级钴酸盐MCo2O4（M=Mn,Zn,Cu）．产物的晶型、形貌分别通过x一射线粉末衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）进行表征．XRD结果表明,3种钴酸盐均属立方晶系,具有尖晶石结构;TEM结果表明,3种钴酸盐均为纳米级颗粒,粒径分别为11～17、16—23和22～26nm．将其作为锂离子电池负极材料进行了恒电流测试,其初始放电容量分别高达1448、1534和1509mA·h·g-1．利用循环伏安法对其反应机理做了初步的探讨．充放电结果说明水热法合成出的纳米级钴酸盐有望成为锂离子电池负极材料．