研究报告

  • 喻浪风,吴平霄,陈梅青,亢春喜,刘帅,朱能武,黄柱坚.铜绿假单胞菌负载Fe(III)对水中六价铬的生物吸附性能研究[J].环境科学学报,2017,37(10):3702-3712

  • 铜绿假单胞菌负载Fe(III)对水中六价铬的生物吸附性能研究
  • Biosorption of hexavalent chromium on Pseudomonas aeruginosa pretreated with Fe(III)
  • 基金项目:国家重点研发计划(No.2017YFD0801000);国家自然科学基金(No.41673092,41472038,41273122);广东省科技计划项目(No.2014A020216002, 2016B020242004);广州市科技计划项目(No.201604020064);广东特支计划百千万工程领导人才项目(No.201626011)
  • 作者
  • 单位
  • 喻浪风
  • 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
  • 吴平霄
  • 1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室, 广州 510006;3. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006;4. 广东省环境纳米材料工程技术研究中心, 广州 510006
  • 陈梅青
  • 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
  • 亢春喜
  • 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
  • 刘帅
  • 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006
  • 朱能武
  • 1. 华南理工大学环境与能源学院, 广州 510006;2. 工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室, 广州 510006;3. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006;4. 广东省环境纳米材料工程技术研究中心, 广州 510006
  • 黄柱坚
  • 华南农业大学资源环境学院, 广州 510006
  • 摘要:采用原位沉积技术将Fe(Ⅲ)负载于铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,简称Pa)表面制备了Fe(Ⅲ)与细菌的复合体(Fe-Pa),研究了Fe-Pa对水溶液中Cr(VI)的吸附特性,探讨了最佳合成条件、Fe-Pa投加量、溶液pH值、时间和Cr(VI)初始浓度等因素对Cr(VI)吸附效果的影响,同时利用SEM、FT-IR、XPS和Zeta电位对Fe-Pa进行表征分析.吸附实验结果显示,Fe(Ⅲ)浓度为600 mg·L-1、细菌投加量为0.5 g·L-1制备的Fe-Pa效果最佳;Fe-Pa去除Cr(VI)适宜于酸性条件进行;Fe-Pa对Cr(VI)的吸附速率较快,60 min内可达到吸附平衡,为自发的吸热吸附,且符合准二级动力学和Langmuir等温模型.表征结果表明,Fe(Ⅲ)成功地负载到铜绿假单胞菌上,为吸附Cr(VI)提供更多的活性位点,主要机制为静电吸附作用、络合作用和还原作用.经过4次吸附/再生后,Fe-Pa对Cr(VI)的吸附能力仍在72%以上,表明Fe-Pa具有较好的重复使用性.
  • Abstract:Pseudomonas aeruginosa was pretreated with Fe(Ⅲ) solution to form a biosorbent named as Fe-Pa. The adsorption behavior characteristics of Cr(VI) onto Fe-Pa in aqueous solution were investigated by evaluating optimum synthesis conditions, the efffects of biomass dosage, pH value, contact time and initial concentration of Cr(VI). The physico-chemical properties of Fe-Pa were performed by using Scanning electronic microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Zeta potential. The best preparation condition of Fe-Pa was under Fe(Ⅲ) concentration of 600 mg·L-1 with P. aeruginosa dosage of 0.5 g·L-1. The lower pH was more benefit for Cr(VI) adsorption onto Fe-Pa. Cr(VI) adsorption was a endothermic and spontaneous process and could reach equilibrium within 60 min. Pseudo-second-order kinetics model and Langmuir adsorption model fitted the experimental data well. Fe(Ⅲ) was successfully loaded onto the surface of Pseudomonas aeruginosa, which provided a large number of activated sites for the adsorption of Cr(VI). Electrostatic interactions and surface complexation were inferred to be the main mechanisms of adsorption of Cr(VI) on Fe-Pa. After 4 times of adsorption/regeneration test, the maximum removal efficiency of Cr(VI) could maintain 72%, which indicates that Fe-Pa had an excellent reusability.

  • 摘要点击次数: 1241 全文下载次数: 2091