细菌铁蛋白电子光谱和释放铁动力学的新颖特性

棕色固氮菌细菌铁蛋白(Bacterial ferritin of Azotobacter vinelandii,AvBF)分子结构由蛋白壳、铁核和横跨蛋白壳的电子隧道组成.细菌铁蛋白由24个相同类型的亚基组成,其分子量略高于魟鱼肝铁蛋白(Liver ferritin of Dasyatis akajei,DALF).电泳纯的AvBF在可见光谱区内呈现出4个特征吸收峰,波长分别位于414(α峰),525(β峰),555(S峰)和585(未知)nm.经Na2S2O4还原后,其AvBF在紫外可见区内的整体吸收峰强度明显增高.经物理铂金电极还原后,AvBF的α特征吸收峰(414 nm)强度随着控制还原电位降低(-200,-400,-600 mV vs NHE)而增强.动力学研究表明,在弱碱(pH8.0)条件下,AvBF和DALF均以二分之一级反应动力学方式释放铁,均未表现出释放铁速率转换行为,认为AvBF和DALF的释放铁速率和铁蛋白蛋白壳的柔性调节速率处于同步进行状态,使铁蛋白释放铁的过程符合二分之一级反应动力学规律.     

生物浸出中黄铜矿与铁离子间的相互影响

使用中等嗜热兼性自养细菌在不同反应体系下进行黄铜矿浸出的研究,通过监测反应过程中p H、氧化还原电位和铁、铜离子质量浓度的变化,以及对矿渣进行扫描电镜观察及微区分析(SEM-EDS)和X线衍射(XRD)分析,进而分析黄铜矿与铁离子间的相互关系。研究结果表明:在细菌存在的条件下,向Fe2+与Fe3+质量浓度相同(ρ(Fe2+):ρ(Fe3+)=1:1)的溶液中加入黄铜矿后,Fe2+的氧化速率迅速升高,氧化还原电位快速升高,在较短时间内,Fe2+基本被氧化完毕,并且黄铜矿促进Fe3+水解生成沉淀;铁离子对黄铜矿的生物浸出具有重要影响,较高质量浓度的且具有一定Fe3+与Fe2+质量浓度比的溶液,在前期可以提高黄铜矿的浸出速率,但在中后期会加剧黄铜矿的钝化反应,最终降低铜的浸出率;在黄铜矿的微生物浸出中,有铁矾类物质生成,铁矾的形成与铁离子质量浓度有关,高质量浓度的铁离子加速铁矾的生成。     

猪胰铁蛋白释放铁和磷酸盐的动力学特性

猪胰铁蛋白(pig pancreas ferritin, PPF)铁核由179 phosphate/PPF和1698 Fe3 /PPF组成,平均磷铁比值为1∶ 9.5.PFF铁核表层由较高的磷铁比组成.选用电子光谱技术研究PPF释放铁和磷酸盐全过程,发现PPF以两种不同速率途径释放铁与磷酸盐.在弱酸条件下,PPF释放铁的速率明显高于在弱碱条件下的速率,证实PPF蛋白壳的柔性调节能力强弱是控制释放铁和磷酸盐速率的重要因素之一.     

硝酸根对颗粒铁除铬的影响

通过柱试验研究硝酸根对颗粒铁除铬的影响.颗粒铁对Cr(VI)的去除符合准一级动力学.试验初期,NO3-与Cr(VI)同时还原并形成NH4+,100mg·mL-1NO3-的存在能明显增大颗粒铁对Cr(VI)的去除速率,随后这种作用减弱.柱体内颗粒铁对Cr(VI)的去除受阳极区域释放Fe2+的能力影响,硝酸根促进颗粒铁的腐蚀而不会对阳极钝化,从而在试验初期促进颗粒铁对铬的还原去除.     

Fe-Ni-O-C体系中Fe、Ni的固态还原机理

运用差示扫描量热法、采用XRD检测等手段探讨研究了Fe--Ni--O--C体系中Fe、Ni的还原行为,样品主要包括NiO+C、Fe2 O3+C、NiFe2 O4+C、NiO+Fe2 O3+C和Ni+Fe2 O3+C等5种体系.结果表明:NiO+Fe2 O3体系中由于NiFe2 O4及Fe--Ni合金的生成使得该体系被还原的反应开始温度高于纯NiO,且最大反应速率对应的温度及还原反应结束温度均高于纯NiO但低于纯Fe2O3物质;相对于NiO+Fe2O3,NiFe2O4被C还原的开始及结束温度均更高,且还原速率更小;Fe2O3被C还原可分为三个阶段,金属Ni的存在能够明显促进铁氧化物的还原,主要是促进了Fe的各种氧化物形式(Fe2O3、Fe3O4和FeO)直接向金属Fe形式的转换;数据显示C还原NiFe2O4的过程也基本可分为三个阶段,不同阶段中产物的形态和种类均存在一定差别.     

不同等电点的魟鱼肝铁蛋白释放铁速率的比较研究

选用热变性法、离子交换层析技术和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(PAGE)小批量制备电泳纯魟鱼肝铁蛋白(Liver ferritin of Dasyatis akajei, DALF)和黄牛胰脏铁蛋白(Scalper pancreas ferritin, SPF).等电聚胶电泳技术指出,DALF和SPF分别显示3和2条不同等电点铁蛋白层析带,推测这一现象与铁蛋白含铁量无关,与各自蛋白壳H和L亚基分布不同且形成不同表面电荷有关.不同等电点且相同含铁量的DALF,表现出不同的释放铁速率, 其释放铁全过程均可分为快速和慢速阶段,符合一级反应动力学规律.铁蛋白可通过自身蛋白壳H和L亚基分布和相互作用强度的差异性,产生不同的柔性调节作用,控制不同释放铁的速率.     

魟鱼肝铁蛋白释放铁的动力学研究

选用鱼肝为研究材料,在混合蛋白质体系下,研究鱼铁蛋白(LiverferritinofDasyatisakajei,DALF)释放铁的动力学过程和规律.实验结果表明,在混合蛋白质体系中,以抗坏血酸为电子供体的条件下,DALF以简单的1级反应动力学方式进行释放铁的反应;而采用Na2S2O4为电子供体时,DALF却以两相行为进行释放铁的反应,两相转折点时间约在22min.在体外,不同等电点的DALF释放铁的速率有些差别.因此,作者认为铁蛋白释放铁的过程均受到蛋白壳自身柔性调节速率的影响.     

城市湿地水体中氮与铁的时空分布特征及其相关关系

为了解城市湿地水体中氮和铁的时空分布特征以及其相关关系,于枯水期(冬季)和丰水期(夏季)采集了杭州西溪湿地与和睦湿地池塘和河道水样,并测定了总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、总铁(TFe)和亚铁(Fe2+)等浓度.结果表明:1)和睦与西溪湿地池塘和河道水体中TN、NH4+-N和NO3--N浓度均呈现夏季低于冬季的特征;和睦湿地的池塘和河道水体中各形态的氮含量显著高于西溪湿地;和睦与西溪湿地池塘水体中各形态氮浓度均显著低于河道水体中各形态氮浓度.两个湿地河道水体中TN浓度超标现象较严重,均超过了地表水环境质量标准(GB 3838-2002)V类水标准;2)和睦与西溪湿地水体中夏季各形态铁的浓度普遍高于冬季;和睦湿地池塘水体各形态铁含量显著高于西溪湿地池塘水体,而和睦湿地河道和西溪湿地河道水体的各形态铁含量相近;夏、冬两季和睦、西溪湿地池塘水体各形态铁浓度均高于河道水体;3)夏、冬两季城市湿地水体中Fe2+和NO3--N浓度均呈现出显著的负相关关系,而不同方式和水力条件湿地水体的主成分分析-多元线性回归结果中Fe2+的回归系数排名较高,这些均表明Fe2+在城市湿地水体NO3--N的还原过程中可能也起着比较重要的作用.     

反应温度和pH影响魟鱼肝铁蛋白释放铁速率的研究

小批量制备电泳纯魟鱼肝铁蛋白(liver ferritin of Dasyatis akajei, DALF).在不同反应温度和pH条件下,研究温度和pH对DALF释放铁速率、动力学和级数转换特性的影响.实验结果表明,随着反应温度递增(30～45℃),DALF释放铁的速率明显不同,但DALF释放铁的全过程均呈复杂途径.通过提高反应温度和增加释放铁的速率途径均无法使DALF释放铁的途径由复杂转换为简单.不同pH的反应介质直接影响DALF释放铁的速率,在弱酸介质中,DALF释放铁的速率明显高于在弱碱介质中.在pH5.0条件下,DALF以一级反应动力学的全过程途径释放铁,使释放铁的复杂途径趋于简单化.在生理pH 或中性介质条件下,铁蛋白亚基之间相互作用强度起着控释DALF释放铁速率且表现出复杂动力学特性.     

安乃近的普鲁士蓝分光光度法测定

基于安乃近能将Fe3+还原为Fe2+,Fe2+与铁氰化钾生成可溶性普鲁士蓝,建立了用可见分光光度法间接测定安乃近的新方法.对反应时间和反应温度进行了优化,安乃近浓度在0.06~7.20μg/mL范围内具有良好的线性关系,线性回归方程为A=0.0218+0.2394 C(μg/mL),相关系数R=0.999.摩尔吸光系数ε=8.4×104 L/(mol·cm).检测限(3σ/k)为0.024μg/mL.按照本法对市售安乃近片进行了测定,并进行了回收率实验,平均回收率为100.8%,结果令人满意.     

EGCG和油酸协同降低淀粉消化速率的机制

以表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)、油酸和米淀粉为原料,基于一级动力学的体外消化模型,对淀粉、淀粉+EGCG(EGCG占20%)、淀粉+油酸(油酸占20%)、淀粉+EGCG+油酸(EGCG、油酸各占20%) 4种样品的体外消化特性进行测定,分析淀粉消化速率及程度,通过对EGCG与淀粉、油酸的结合能力以及热力学性能的测定,探究三元共混物相互作用与淀粉消化性能之间的关系.结果表明:消化120 min后,米淀粉+EGCG+油酸样品中淀粉消化速率及程度最低(0. 041 min~(-1),42. 5%),与米淀粉对照样相比,其消化速率降低了50%,消化程度降低了32%.蒸煮条件下,EGCG、油酸可能分别通过氢键和疏水相互作用与米淀粉结合,产生协同抑制米淀粉消化速率及程度的作用.     

不同形态Fe对Cr2 O3还原的影响

通过1350~1550℃下Fe-Cr2 O3、Fe2 O3-Cr2 O3和FeCr2 O4的碳还原实验,结合X射线衍射和扫描电子显微镜考察不同形态铁( Fe、Fe2 O3和FeO)对Cr2 O3还原的影响.同一温度下最终还原度及还原速率均呈现Fe2 O3-Cr2 O3-C>FeCr2 O4-C>Fe-Cr2 O3-C的趋势,三种样品的还原都经历了氧化物→碳化物→Fe-Cr-C合金的过程;低碳碳化物的产生以及较早形成金属液相使Fe2 O3-Cr2 O3还原更充分,合金液相中碳溶解量低导致FeCr2 O4的还原率偏低,而碳化物偏多、合金液相偏少阻滞了Fe-Cr2 O3还原率的提高.实验得到Fe-Cr2 O3-C、FeCr2 O4-C和Fe2 O3-Cr2 O3-C体系的表观活化能分别为142.90、111.84和128.9 kJ·mol-1.     

不同还原度铁氧化物球团在微波场中的升温及还原行为

为深入了解氧化球团在微波竖炉中的升温以及煤基直接还原行为,实验采用铁精矿氧化球团作为基础原料,在气体还原剂条件下进行预还原,通过控制还原时间得到不同还原度铁氧化物球团,并从不同还原度铁氧化物球团的结构以及性能出发,研究它们在微波场中的升温性能及其还原变化.电磁性能测试结果表明,球团中的铁及其氧化物在微波场中的升温速度从快到慢依次为:Fe3O4,Fe2O3,Fe,FeO.微波加热还原结果分析及矿相结构观察显示,Fe2O3的深还原时间较长,物相多重转变,造成过程温度和还原气氛跟不上氧化物的还原反应速度;Fe3O4阶段升温速度快,结构松散,有助于进一步的还原,但进入浮士体(FeO的固溶体)阶段后孔隙率降低,升温速度骤降,造成还原的困难;在还原度达到66.90％时,表层以金属铁相为主,孔洞发达,吸波性能强,在气化反应有效进行的条件下,球团将会实现快速还原.     

铁离子对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响

采用单因素实验,运用静态失重法考察Fe3+含量对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响.还考察了N80钢片在具有Fe3+的HCl溶液中的腐蚀速率随盐酸质量浓度和缓蚀剂质量分数的变化规律.结果表明:Fe3+对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)有一定的影响,随着Fe3+含量的增大腐蚀速率增大;随着缓蚀剂质量分数的增大腐蚀速率减小;随着盐酸质量浓度的增大腐蚀速率增大.根据实验结果,初步探讨了Fe3+对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响机理.通过电镜扫描和能谱分析,证实了Fe3对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响.     

溶液电位及堆结构影响次生硫化铜矿生物堆浸的动力学

基于堆中溶液Fe3+与Fe2+的浓度比、颗粒空隙度、颗粒半径与各化学反应组分对次生硫化铜矿生物堆浸的影响,建立堆浸过程硫化矿细菌氧化反应速率动力学模型。计算与实验结果表明:模型仿真结果与实际结果较符合;堆浸过程次生硫化铜矿(辉铜矿)的氧化分为2个阶段,其中,辉铜矿反应步骤Ⅰ受溶液Fe3+浓度控制,随着Fe3+浓度增加,反应速率加快;反应步骤Ⅱ较反应步骤Ⅰ慢,为浸出反应的限制性步骤,Fe3+与Fe2+的浓度比是影响该反应步骤的关键因素。由于受扩散的限制,反应物颗粒粒径的增大导致浸出速率下降,但粒径过小时浸出率提高不明显。当喷淋强度由3.47/(m2.h)增加到69.00/(m2.h)时,浸出率逐渐下降,说明喷淋强度过大时,造成空隙间流体与颗粒孔道流体间界面剪切力过大,不利于物质传输与交换;当堆过高时,堆中离子的传输受阻,不利于次生硫化铜矿的浸出。     

分光光度法测定市售胶囊与针剂中头孢拉定含量

在弱酸性溶液中,头孢拉定能将Fe3+还原为Fe2,利用Fe2+与2,2’-联吡啶形成桔红色配合物在520nm处有最大吸收,从而建立了Fe2+-头孢拉定-2,2’-联吡啶分光光度法测定头孢拉定的新方法.头孢拉定标准溶液浓度在0.20～ 10.0μg/mL范围内与吸光度呈良好线性关系,线性回归方程为A=0.05664c (mg/L)+0.044,表观摩尔吸光系数为1.98×104Lmol-1·cm-1.该法用于市售胶囊与针剂中头孢拉定的含量分析,结果满意.     

含硼磁铁矿强化巴西赤铁矿球团的制备

研究含硼磁铁矿配比对巴西赤铁矿球团生球质量、预热焙烧性能和成品球团冶金性能的影响。结果表明:配加30%和50%(质量分数)含硼磁铁矿后,生球的落下强度增加,爆裂温度显著提高;球团预热温度降低50℃左右,焙烧温度降低120℃以上;成品球团矿还原度从72.40%分别提高到87.95%和78.71%,低温还原粉化指数RDI+3.15从87.79%分别提高到97.38%和99.62%,还原膨胀率从36.25%分别降到12.50%和4.00%;焙烧性能得到提高的原因是Fe3O4氧化生成的新生Fe2O3晶体具有较大的活性,B2O3有利于含硼的镁铁橄榄石液相生成,这两者能够促进球团再结晶和晶粒长大;还原度提高的原因是B3+半径很小,易扩散进入Fe2O3晶格中,产生晶格畸变,使得Fe2O3易于还原;铁酸镁和含硼的镁铁橄榄石液相的生成,有利于还原膨胀和低温还原粉化性能的提高。     

小球藻引发水中Cr（Ⅵ）的光化学还原研究

重点研究了在金属卤化物灯(λ≥365nm,250W)光照下由小球藻类引发水体中Cr(Ⅵ)的光化学还原反应,考察了小球藻浓度、光照时间Cr(Ⅵ)初始浓度及pH值在通N2的条件下对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明:随着小球藻浓度的增大,Cr(Ⅵ)的还原速率及还原率均增大;随着小球藻浓度的增大,光照时间的增加,Cr(Ⅵ)的初始浓度降低以及溶液pH值的降低,Cr(Ⅵ)的光化学还原率逐步增大.当pH≥6时,Cr(Ⅵ)的光化学还原反应基本消失;当pH=4时,六价铬的浓度在0.4~1.0mg/L范围内,小球藻浓度对应的吸光度Aalga在0.025~0.180范围内,Cr(Ⅵ)的初始还原速率拟合方程为V0=kC00.1718A0al.5ga235.     

硫酸盐还原菌处理镍磁黄铁矿硫酸浸出废水

从高碑店污水处理厂的活性污泥中分离纯化得到硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB),并以稻壳作为吸附载体将其固定在连续上升流厌氧填充床反应器中,处理镍磁黄铁矿硫酸浸出废水中的金属离子,同时研究不同进样速率下SRB对Ni2+和Fe2+的去除率及出水pH的变化.实验结果表明:当废水中Ni2+和Fe2+初始质量浓度分别为190mg/L和110mg/L、进样速率为2 200 mL/(d.L)(水力停留时间630min)、pH为5.6时,出水中Ni2+和Fe2+质量浓度分别为0.4～1.0 mg/L和0.3 mg/L,去除率(质量分数)在99％以上;单位反应器容积对Ni2+和Fe2+的去除率分别可达418～684 mg/(d·L)和242～396mg/(d·L),且处理效率稳定;出水pH达到7.2,且稳定运行.随着进水速率的增加,Ni2+和Fe2+去除率逐渐降低,当进样速率增大到9 000 mL/(d·L)(水力停留时间130min)时,SRB对Fe2+的去除率在90％左右,而Ni2+的去除效率仅为75％;出水pH仅能达到6.4.     

富里酸对生物成因次生高铁矿物形成的影响

为揭示在富硫酸盐环境中富里酸对生物成因次生高铁矿物形成的影响,通过摇瓶试验,研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A. ferrooxidans）参与不同富里酸浓度,对次生高铁矿物合成体系中pH、Fe2+氧化率、TFe沉淀率,以及矿物矿相、官能团、形貌和元素组成的影响。结果表明,pH变化整体呈现先上升后下降的趋势。富里酸浓度0.2-0.4 g/L体系在72h内Fe2+完全氧化,富里酸浓度0.6-1.0 g/L体系在144 h后Fe2+逐渐完全氧化,FA-0.2 g/L体系最高氧化速率（6.69 mmoL/L）是空白组（3.93 mmoL/L）的1.7倍,表明低浓度的富里酸能够促进Fe2+的氧化,提高氧化速率,高浓度的富里酸对A. ferrooxidans活性具有抑制作用,使氧化率降低,Fe2+最高氧化速率延迟。富里酸浓度低于0.4 g/L时,TFe沉淀率与空白组相近;富里酸浓度高于0.6 g/L时,TFe沉淀率比空白组有显著的提高,富里酸浓度的提高促进了Fe3+的水解。随着富里酸浓度提高,次生高铁矿物主衍射峰强度逐渐增强,但其官能团未发生改变,在富里酸浓度0.6-1.0 g/L体系中可以通过SEM察到施氏矿物且其含量逐渐增加,通过EDS分析,试验组K元素含量低于空白组,N和C元素高于空白组,表明富里酸浓度提高抑制黄钾铁矾的生成,有利于黄铵铁矾和施氏矿物的生成且次生高铁矿物对富里酸具有吸附作用