利用厭氧菌制備Ag-AgCl復(fù)合納米粒子的研究.pdf

1、本研究利用硝酸銀濃度梯度法從大慶油田污水中分離得到一株耐銀的厭氧菌菌株，利用形態(tài)學(xué)觀察及分子生物學(xué)方法對(duì)該菌株進(jìn)行鑒定，并以該菌株作為生物材料合成Ag/AgCl復(fù)合納米粒子，通過(guò)紫外全波長(zhǎng)掃描(UV-vis)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)及傅里葉紅外分析(FTIR)等手段對(duì)Ag/AgCl復(fù)合納米粒子進(jìn)行表征，研究其合成反應(yīng)條件及合成機(jī)理，并對(duì)Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的光催化性能進(jìn)行

2、了初步研究，為生物合成金屬納米復(fù)合材料開(kāi)辟了新的途徑。
　　主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：
　　(1)耐銀厭氧菌菌株篩選
　　本研究通過(guò)對(duì)大慶油田水處理站的含油污水樣品中菌群富集并利用硝酸銀濃度梯度法篩選出一株耐銀厭氧菌菌株。形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果顯示其菌落大多為橢圓形，黑色，半透明，邊緣整齊，表面光滑。顯微鏡觀察結(jié)果顯示該菌株革蘭氏染色反應(yīng)呈陰性，菌體為短桿狀，長(zhǎng)度為1.0～1.6μm×0.2～0.8μm，無(wú)芽孢，能運(yùn)動(dòng)。生理生化實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果表明該菌株最適生長(zhǎng)溫度為37℃，最佳生長(zhǎng)pH為8.0，能在以蛋白胨、酵母膏、葡萄糖和乳酸鈉等為碳源的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，硝酸鹽為菌株良好氮源。分子生物學(xué)鑒定結(jié)果顯示該菌株與Garciella sp.EMZY-1同源性高達(dá)99％。綜合其形態(tài)學(xué)、生理生化特征及16S rDNA分析，確定該菌屬于Garciella sp.，并命名為Garciella sp.wxz01。
　　(2)Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的生物合成及合成條件探究
　　

4、本研究以篩選的厭氧菌作為生物材料，利用其菌體培養(yǎng)液與硝酸銀溶液混合培養(yǎng)合成Ag/AgCl復(fù)合納米粒子，并利用UV-vis、XRD、TEM、HRTEM及FTIR等表征手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。UV-vis光譜圖顯示在350nm～700nm之間出現(xiàn)了寬而強(qiáng)的吸收峰;XRD圖譜顯示2θ值對(duì)應(yīng)38.116°，44.277°，64.426°和77.472°的衍射峰與銀的標(biāo)準(zhǔn)圖譜卡片(JCPDS file:65-2871)吻合，而2θ值對(duì)應(yīng)27.831

5、°，32.243°，46.233°，54.478°，57.478°，67.471°，74.471°和76.734°的衍射峰與氯化銀的標(biāo)準(zhǔn)圖譜卡片(JCPDS file:31-1238)吻合，證明合成了Ag/AgCl復(fù)合納米粒子;TEM照片顯示Ag/AgCl復(fù)合納米粒子形狀為球形或近球形，一般為單分散性，粒徑分布在10～50nm之間;HRTEM照片中可以看到相鄰的Ag(111)與AgCl(200)晶面的晶格條紋;依據(jù)TEM照片計(jì)算，Ag/

6、AgCl復(fù)合納米粒子平均粒徑約為27 nm; FTIR結(jié)果分析提示生物法合成可提高納米粒子的穩(wěn)定性和分散性。對(duì)于產(chǎn)物合成條件的探究結(jié)果表明:合成反應(yīng)發(fā)生的適宜溫度范圍在15～37℃之間，培養(yǎng)基初始pH在6～9范圍之間，說(shuō)明溫度與pH是影響Ag/AgCl復(fù)合納米粒子制備的重要條件;根據(jù)原子光譜吸收儀測(cè)定的結(jié)果可知Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的轉(zhuǎn)化率為79.68％，接近于目前化學(xué)方法合成Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的轉(zhuǎn)化率。
　　(3)A

7、g/AgCl復(fù)合納米粒子合成機(jī)理探討及光催化活性研究
　　本研究通過(guò)SDS-PAGE技術(shù)對(duì)Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的合成機(jī)理進(jìn)行了初步探索。SDS-PAGE電泳結(jié)果顯示添加硝酸銀溶液的菌體發(fā)酵液中產(chǎn)生了兩種新蛋白，相對(duì)分子量分別為80kDa和140kDa。Ag/AgCl復(fù)合納米粒子表面附著蛋白的電泳圖譜顯示經(jīng)過(guò)SDS和尿素及煮沸處理后，80kDa左右的蛋白分子可以被處理下來(lái)，而經(jīng)過(guò)蒸餾水處理的Ag/AgCl復(fù)合納米粒子則沒(méi)有條帶

8、出現(xiàn)，說(shuō)明80kDa左右的蛋白質(zhì)對(duì)于Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的穩(wěn)定具有重要的作用。硝酸還原酶活性測(cè)定結(jié)果表明:一定濃度的硝酸銀溶液能夠誘導(dǎo)硝酸還原酶產(chǎn)生，硝酸還原酶活性隨著NO3-濃度增大而增大，但當(dāng)NO3-濃度達(dá)到一定的值后，由于菌液中的重金屬離子產(chǎn)生抑制作用，硝酸還原酶活性降低。
　　本文通過(guò)甲基橙(MO)的降解實(shí)驗(yàn)對(duì)Ag/AgCl復(fù)合納米粒子的光催化性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:當(dāng)在可見(jiàn)光下照射并且添加Ag/AgCl復(fù)合納米粒