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关键词：
Mg/Al双金属氧化物,砷酸根,等温吸附,动力学
发表时间：
2013-02-19 10:49:15
KMnO_4修饰面包酵母菌对Cd_2_的吸附研究
罗京良 | -> | 541| 0| 0.614835MB |面包酵母菌,KMnO4,化学修饰,Cd2+,生物吸附
摘要:研究了用KMnO4修饰面包酵母菌对溶液中Cd2 + 的吸附作用，探讨了不同KMnO4浓度、pH、吸附时间、Cd2 + 初始浓度、修饰酵母菌用量等5 个因素对KMnO4修饰面包酵母菌吸附Cd2 + 的影响． 结果表明，随着修饰剂KMnO4浓度的增大，修饰面包酵母菌的吸附能力增强，KMnO4浓度达到20 mmol·L － 1 时，吸附能力是相同条件下原菌的2 倍． 在pH 为5． 0 ～ 7． 0 范围内，吸附效果最好; 反应30 min 后，吸附可达到平衡; Cd2 + 初始浓度为100 mg·L － 1 时，吸附基本达到饱和; KMnO4修饰面包酵母菌的最佳用量为6 g·L － 1 左右． KMnO4修饰面包酵母菌吸附Cd2 + 的过程适宜用准二级速率方程来描述，而Langmuir 方程对其吸附等温线的描述效果最好． SEM、FTIR、XPS 等分析结果表明，面包酵母菌主要通过表面的羟基、羧基、氨基、磷酰基等基团进行吸附． KMnO4修饰可使面包酵母菌表面变得较为粗糙，表面结构发生变化，提高菌表面吸附镉活性位点的数量． 同时，KMnO4氧化面包酵母菌时在表面被还原成纳米MnO2和Mn2 + ，其对Cd2 + 吸附也起到了协同作用．
由于生物吸附在治理低浓度重金属污染方面的优越性及其预期的广阔应用前景，目前已成为环
境保护研究的热点之一( 王建龙等，2010) ． 真菌作为生物吸附剂之一也得到了广泛的应用研究，已报道了赭盖鹅膏( Amanita rubescens) 、牡蛎菇( Pleurotus platypus) 等大型真菌对镉的吸附( Sari et al． ，2009;Vimala et al． ，2009) ，Dai 等( 2008) 研究了啤酒酵母( Saccharomyces cerevisiae) 对镉的去除能力． 这些报道均是用菌直接吸附金属离子，然而通过对菌表面进行适当的修饰，能够增加和提高菌表面与重金属离子进行配位的基团数量和活性，从而提高菌对重金属的吸附能力． 例如，Wang( 2002) 用甲醇、甲醛和戊二醛处理啤酒酵母，其对铜的吸附表明，甲醇和甲醛处理后菌体的吸附能力均增强，戊二醛处理对菌体吸附能力的影响不大; Selatnia 等( 2004 ) 用NaOH 对Streptomyces rimosus 进行处理后吸附镉，结果表明，其吸附量明显高于未处理的菌株; Zhang 等( 2010) 用乙醇和NaOH 处理面包酵母菌后，其对铜的吸附表现为面包酵母、乙醇、NaOH 处理面包酵母对Cu2 + 的吸附能力依次增强． 用酸碱及有机溶剂等修饰微生物后，对重金属离子的吸附能力均产生了不同程度的影响，而关于用氧化剂修饰微生物后对重金属离子的吸附影响研究，目前国内外还鲜有报道．
酵母是一类廉价、易得、安全的真菌资源，已广泛应用于工业微生物研究中． 常见氧化剂有HNO3、H2 O2、Br2、HClO、KMnO4、K2 Cr2 O7等，而HNO3、H2O2、Br2、HClO、K2Cr2O7等存在修饰后效果不明显或易产生二次污染等不足，因此，本文以KMnO4为氧化剂，选用面包酵母菌作为生物吸附剂，用KMnO4对面包酵母菌进行修饰并用于吸附水中Cd2 + ，研究影响KMnO4修饰面包酵母菌对Cd2 + 吸附能力的主要因素，包括pH 值、吸附时间、Cd2 + 初始浓度、酵母菌用量等，并探讨相关吸附过程的动力学和等温吸附特性，同时采用SEM、FTIR、XPS 等方法对菌表面进行分析． 以期为开发新的处理重金属废水的生物吸附剂提供参考．
境保护研究的热点之一( 王建龙等，2010) ． 真菌作为生物吸附剂之一也得到了广泛的应用研究，已报道了赭盖鹅膏( Amanita rubescens) 、牡蛎菇( Pleurotus platypus) 等大型真菌对镉的吸附( Sari et al． ，2009;Vimala et al． ，2009) ，Dai 等( 2008) 研究了啤酒酵母( Saccharomyces cerevisiae) 对镉的去除能力． 这些报道均是用菌直接吸附金属离子，然而通过对菌表面进行适当的修饰，能够增加和提高菌表面与重金属离子进行配位的基团数量和活性，从而提高菌对重金属的吸附能力． 例如，Wang( 2002) 用甲醇、甲醛和戊二醛处理啤酒酵母，其对铜的吸附表明，甲醇和甲醛处理后菌体的吸附能力均增强，戊二醛处理对菌体吸附能力的影响不大; Selatnia 等( 2004 ) 用NaOH 对Streptomyces rimosus 进行处理后吸附镉，结果表明，其吸附量明显高于未处理的菌株; Zhang 等( 2010) 用乙醇和NaOH 处理面包酵母菌后，其对铜的吸附表现为面包酵母、乙醇、NaOH 处理面包酵母对Cu2 + 的吸附能力依次增强． 用酸碱及有机溶剂等修饰微生物后，对重金属离子的吸附能力均产生了不同程度的影响，而关于用氧化剂修饰微生物后对重金属离子的吸附影响研究，目前国内外还鲜有报道．
酵母是一类廉价、易得、安全的真菌资源，已广泛应用于工业微生物研究中． 常见氧化剂有HNO3、H2 O2、Br2、HClO、KMnO4、K2 Cr2 O7等，而HNO3、H2O2、Br2、HClO、K2Cr2O7等存在修饰后效果不明显或易产生二次污染等不足，因此，本文以KMnO4为氧化剂，选用面包酵母菌作为生物吸附剂，用KMnO4对面包酵母菌进行修饰并用于吸附水中Cd2 + ，研究影响KMnO4修饰面包酵母菌对Cd2 + 吸附能力的主要因素，包括pH 值、吸附时间、Cd2 + 初始浓度、酵母菌用量等，并探讨相关吸附过程的动力学和等温吸附特性，同时采用SEM、FTIR、XPS 等方法对菌表面进行分析． 以期为开发新的处理重金属废水的生物吸附剂提供参考．
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