微生物异化还原及其对硝基苯的耦合降解

通过静态实验对地下环境中微生物异化还原降解硝基苯作用及其影响因素进行了研究。结果表明,铁还原微生物能以简单有机物为碳源生长并还原针铁矿,硝基苯可以作为唯一碳源被铁还原微生物利用,随着硝基苯浓度的升高,铁还原微生物的生长逐渐受到抑制,硝基苯浓度为600mg/L时,铁还原微生物的生长停滞。针铁矿浓度0.3mg/L、铁还原微生物浓度2?08cells/mL时耦合体系对硝基苯降解效果最好,硝基苯降解率达78.5%以上。腐植酸能作为电子穿梭体促进耦合体系中硝基苯的衰减,硝基苯降解率达88.8%以上,而维生素B2（VB2）抑制了硝基苯的降解。     

一株腐殖质和铁还原菌的分离和鉴定

从广东四会原始森林土壤中分离到一株能高效还原Fe(Ⅲ)和腐殖质(HS)的兼性厌氧菌,编号为CY01.菌株CY01细胞壁革兰氏染色为阴性,细胞为杆状,大小为(1.2～1.5)μm×(0.3～0.4)μm,没有鞭毛,没有运动性,在有氧条件下氧化酶和接触酶均呈阳性反应,最适生长温度为25～30℃C,最适生长pH为6.5～7.0.16S rDNA基因序列分析结果表明:菌株CY01与其亲缘关系最近的属为Comamonas(丛毛单胞菌属),该属内和CY01亲缘关系最近的种Comamonas Koreensis(韩国丛毛单胞菌)的16SrDNA序列相似值为98%,DNA G+C物质的量百分含量为64.8.用Biolog GN2系统鉴定的结果显示,有氧条件下,在提供的96种不同碳源中,CY01只能利用其中的38种.结合菌株CY01的形态学特征、生理生化特性和分子生物学特性,将菌株鉴定为Comamonas Koreensis.该菌所具有的Fe(Ⅲ)和HS还原特性为首次报道.     

基于针铁矿法的沉铁过程动态建模

针对针铁矿法沉铁过程要求苛刻的沉铁环境,为了实现先进优化控制技术在湿法炼锌过程中针铁矿法沉铁过程中的应用,通过分析针铁矿法沉铁过程中气-液和固-液两相反应特点,根据串联连续搅拌槽式反应器(n-CSTR)的特性,基于化学反应动力学和质量守恒定律,分别建立针铁矿法沉铁过程中氧化反应、水解反应和中和反应的动态微分方程;然后,通过带多重时滞的动态微分方程组建立针铁矿法沉铁过程的机理模型,并且由动态微分方程组得到针铁矿法沉铁过程输入、输出关系的状态方程.最后,对该模型的计算值和实际测量值进行比较.研究结果表明:该模型能较好地表征各反应器溶液中Fe2+质量浓度和H+浓度的变化过程,为下一步先进优化控制技术的实施打下了良好的基础.     

铁、锂电气石对脱氯菌降解三氯乙烯的影响

针对不同电气石的性能及其对脱氯菌群降解三氯乙烯(TCE)效果影响的差异,分别研究了铁电气石和锂电气石对水溶液的p H、电导率和氧化还原电位的调节作用及其对脱氯菌群降解TCE效果的影响.结果表明,铁电气石在对溶液p H的调节作用、提高溶液电导率的性能和降低溶液氧化还原电位的能力方面都要优于锂电气石;且基于这些性能的优势,铁电气石对脱氯菌群降解TCE的促进作用较锂电气石更为明显,在降解相同浓度的TCE时,其效率可提高30%,说明铁电气石在促进脱氯菌群降解TCE的应用方面较锂电气石更具有优势.     

硼铁矿选择性还原分离铁和硼

本文对硼铁矿进行以选择性还原分离铁和硼作了理论分析和试验研究。结果表明,硼铁矿用煤为还原剂在固相下铁氧化物可被还原,而硼仍以氧化物形态存在;还原矿石磁选分离后,用电热熔化可将铁和含B_2O_3炉渣良好分离,控制熔分条件可获得不同金属产品;熔分渣可直接用于硼酸或硼砂生产。     

零价铁还原降解2,4-二氯苯酚的实验研究

讨论了振荡时间、酸洗预处理、反应温度、pH值等因素对零价铁降解2 ,4 -二氯苯酚效果的影响,确定了最佳实验条件。结果表明,零价铁对2 ,4 -二氯苯酚的降解效果较好,实验条件下降解率在6 0 %以上。     

预还原硼铁矿熔化分离铁和硼

在实验室条件下考查了预还原硼铁矿的金属化率、熔化分离温度及时间对硼铁分离的影响,获得了考查因素与熔化分离结果参数(铁中[B],渣中(B_2O_3),(FeO)含量)间的回归方程。结果表明:预还原硼铁矿经熔化可有效地将铁和硼的氧化物分离,B_2O_3和Fe的回收率均大于95％。     

油藏环境异化铁还原菌的生物多样性

为了给低渗透油藏和水敏性油藏高效开发提供新思路,从青海油田(低渗透)、胜利油田(低渗透)和中海油天津(水敏)采集样品;以无定形氢氧化铁作为固相电子受体、混合碳源作为电子供体,富集培养异化铁还原菌(DIRB);并通过高通量测序表征生物多样性。结果发现富集样品α多样性显著减少;β多样性揭示原始样品和富集样品在群落结构上相关性强。微生物组成和系统发育分析表明,青海油田中的DIRB主要有梭菌、脱硫弧菌、希万氏菌、假单胞菌和热孢菌;胜利油田为梭菌、嗜热厌杆菌、热孢菌、脱铁杆菌;中海油天津为梭菌、芽孢杆菌和弧菌。在各油藏分布的异化铁还原菌,既有相同,也有差异。研究结果可为异化铁还原菌提高原油采收率提供基础。     

硫酸盐还原菌的脱硫性能和铁还原性能

研究了硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)Desulfovibrio sp.CMX在不同pH值、碳源、初始硫酸根(SO42-)浓度条件下的脱硫能力,并研究了D.sp.CMX在不存在SO42-的情况下的Fe(Ⅲ)EDTA(EDTA:乙二胺四乙酸)还原能力.结果表明,在pH=7,碳源为乳酸钠时,D.sp.CMX的脱硫效果最好.SO42-的初始浓度越大,60 h时的SO42-去除率越低.在不存在SO42-的情况下,D.sp.CMX可以直接将Fe(Ⅲ)EDTA生物还原成Fe(Ⅱ)EDTA,在Fe(Ⅲ)EDTA的浓度达到25 mmol/L时,菌株的铁还原率仍可达到62.51％.但是,随着Fe(Ⅲ)EDTA浓度的升高,D.sp.CMX的生长量下降.通过此阶段的研究,为进一步进行化学吸收结合生物还原同步脱硫脱硝实验研究提供了理论依据.     

Fe/有机改性膨润土三元复合物还原降解十氯联苯的研究

以膨润土为载体还原制得Fe/膨润土复合物(BZVI),采用3种有机阳离子改性剂四甲基溴化铵(TMA)、苯基三甲基溴化铵(PTMA)、十六烷基三甲基溴化铵(HDPTMA)分别对BZVI进行有机改性,得到Fe/有机改性膨润土三元复合物.总有机碳(TOC)、原子吸收光谱(AAS)、激光粒度(LPSA)等分析结果表明,经有机改性后,Fe/有机改性膨润土三元复合物中零价铁的负载量减少,同时三元复合物的粒径减小、比表面积增大.采用Fe/有机改性膨润土三元复合物还原降解四氢呋喃水溶液中的十氯联苯(PCB209),研究结果表明:溶液pH为5,温度35℃,三元复合物投加量为20mg/mL,反应时间为18h时,PCB209的还原降解率达到61%.     

氯盐溶液预氧化—针铁矿法除铁过程的研究

通过试验,对锌、锰氯化物溶液中预氧化—针铁矿法除铁过程进行了研究,探索了在软锰矿作氧化剂和锌焙砂作中和剂等条件下,预氧化过程和针铁矿沉铁过程同槽同时进行的工艺可行性,考察了温度、时间、氧化剂MnO_2量和溶液酸度等因素对预氧化的作用效果、除铁效果以及渣的过滤性能等指标的影响。研究结果表明:氯盐溶液中预氧化—针铁矿法同槽同时除铁过程不仅工艺可行,而且在一定的条件下能获得非常满意的除铁效果。     

高磷铁矿气基还原冶炼低磷铁

针对鄂西鲕状高磷铁矿难选、难冶的特点,从该矿矿相结构分析出发,在使用HSC计算化学软件的热力学模拟和具体实验的基础上,提出了气基还原+电炉熔分冶炼高磷铁矿的新型工艺.实验结果与HSC软件模拟结果吻合.实验室含P1.28%的高磷铁矿通过CO还原后熔分,得到含P0.27%的低磷铁;通过H2还原后熔分,得到含P0.33%的低磷铁.由熔分铁的SEM和EDS结果证实,P仍以夹杂物的形态存在,可以在熔分时通过去除铁水中夹杂物的方法进一步脱磷,以满足炼钢的要求.     

氯代烃结构特性对其还原脱氯反应速率的影响

以铁为主要反应介质，以Cu，Ag，Pd为催化剂研究了包括氯代甲烷系列、氯代乙烷系列、氯代乙烯系列、氯代苯系列等多种氯代有机物在这些反应体系中的还原脱氯反应，重点考察了氯代烃的结构特性对其还原脱氯反应速率的影响．结果表明，氯代有机物中氯取代基数目、位置、碳链甲基（-CH3）、不饱和碳键等，都能对氯代物脱氯速率产生重要影响．氯代烃在零价金属体系中的还原脱氯反应符合准一级动力学方程．通过In（c／co）对时间t的线性回归关系，可以计算出各种氯代烃的还原脱氯速率常数．研究了氯代烃结构性质和反应速率常数的关系，得出了氯代烃还原脱氯的规律性．     

土壤异化铁还原及其在污染控制中的应用

铁是土壤环境中氧化还原反应重要的变价元素.异化铁还原是自然界中铁还原的主要方式.异化铁还原与有机污染物的转化、重金属的老化、固定及营养物质的转化过程密切相关,具有重要的环境效应.本文较为详细地综述了土壤异化铁还原的机制、影响因素及污染控制应用研究现状,并提出了今后研究工作的重点.     

铁还原菌RBFL分离鉴定及其去除高岭土中Fe_2O_3

以高岭土为选择性培养基,从高岭土矿样品中分离到一株铁还原菌RBFL.经形态特征观察、生理生化特征和16S r DNA序列分析,鉴定其为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus).考察了以葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉为碳源对RBFL菌还原高岭土中Fe2O3(Fe3+)的影响,结果表明葡萄糖作为碳源,高岭土除铁效果最好,在葡萄糖质量分数为1%、矿浆质量分数为10%、铁还原菌液质量分数为5%、温度为30℃条件下厌氧培养7 d,高岭土中Fe3+去除率为44.94%,Fe2O3含量由0.89%降低至0.49%,自然白度由61.3提高至67.5,1 280℃烧成白度由84.9提高至90.1.     

铁磁条对石墨烯中谷依赖电子输运性质的影响

本文建立了铁磁条和硬势垒共同调制下的石墨烯纳米结构模型,计算了铁磁条产生的磁场的大小和铁磁条的宽度对石墨烯中谷依赖的电子输运性质的影响,重点研究了该石墨烯纳米结构中电子的电导和谷极化特征. 数值计算结果表明,该纳米结构中可实现显著的谷极化效应,且磁场的大小和铁磁条的宽度均会对其中的电子电导和谷极化产生较大的影响. 因此,我们可以通过控制铁磁条的宽度和其产生的磁场的大小来获得实际需要的谷极化强度. 这项研究有助于理解和设计谷电子学设备.     

亲水铁碳缓释材料制备及其强化地下水生物还原脱氯效果

通过二步球磨法制备了以木质素磺酸钠（SL）为表面修饰剂的纳米零价铁（nZVI）-聚乳酸（PLA）-生物炭（BC）复合材料,表征了其亲水和缓释碳的特性,明确了其强化地下水中氯代烃（CHCs）生物还原脱氯的效果和最佳组分配比.结果表明：所制备的铁碳材料具有良好的亲水性和缓释碳性,72 h后材料释碳量趋于稳定.材料能够有效协同异化铁还原菌脱氯降解1,1,1-三氯乙烷（1,1,1-TCA）,168 h内体系中污染物去除率最高达到85.00%,最大降解速率为6.74 mg·L^-1·h^-1,且降解效果随nZVI和PLA含量的增加而提高.综合考虑释碳性能、降解效果和制备成本,得到BC,PLA和nZVI的最佳质量配比为3∶1∶1.该铁碳复合材料去除1,1,1-TCA的主要途径为零价铁（ZVI）介导的快速化学还原脱氯和异化铁还原菌介导的长期生物还原脱氯.本研究成果有望为CHCs污染地下水修复提供创新技术支持.     

COD与Fe0对硫酸盐还原菌还原作用的影响

采用间歇实验方法，分别在不同底物浓度下，分析了影响硫酸盐还原的机理，并考察了加入Fe^0对反应体系的强化作用．结果表明，底物浓度不足会减缓反应速度并降低最终反应结果，但对其反应延迟期没有影响．Fe^0对酶活性有调节作用，可以减小底物浓度变化对反应速度的影响，提高对底物的利用率．体系最终pH值随c（COD）／c（SO4^2-）增大逐渐提高，当c（COD）／c（SO4^2-）达到一定值后，最终pH值基本维持恒定．在相同底物浓度下，单质铁强化体系的最终pH值略高于空白体系．空白和单质铁强化两种体系的适宜c（COD）／c（SO4^2-）分别在5．1～6．9和3．9—5．1之间．在相同处理能力下，单质铁强化体系所需底物浓度是空白体系的75％．     

磁性微球的改性及其固定化铁还原菌的性能

以油酸、聚乙二醇、柠檬酸钠和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性剂,采用化学共沉淀法制备4种改性磁性微球.通过粒度测定(PSD)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、热重分析(TGA)、磁强度测定(VSM)对各种磁性微球进行表征,并对比各微球固定化铁还原菌后还原Fe(Ⅲ)EDTA的性能,最终确定最佳的磁性微球改性条件.结果表明:APTES改性的Fe₃O₄磁性微球固定化铁还原菌效果优于其他改性微球,其最佳条件为APTES投加量8 mL,1 mg铁还原菌需1.5 g磁性微球进行固定化;APTES-Fe₃O₄固定化铁还原菌后连续使用5次,其Fe(Ⅲ)EDTA还原效率仍可保持在90%以上.     

离子液体体系中石墨烯负载铜纳米粒子高效电催化氧还原反应

通过一步还原法制备了还原氧化石墨烯纳米片负载的铜纳米粒子复合材料(CuNPs-rGO-20％,CuNPs-rGO-80％,CuNPs-rGO-120％),并利用循环伏安法分别在0.1 mol/L KOH水溶液和离子液体(Ionic Liquid,IL)1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)电解液中进行电...