纳米Fe_3O_4负载铜绿假单胞菌吸附U(VI)的热力学与动力学研究

探讨纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌吸附铀的动力学与热力学过程,以及相关反应的速率控制过程。结果表明:纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌对U(VI)的吸附过程符合准二级动力学模型(R2≥0.9995);膜扩散和粒子内部扩散是吸附的控制步骤;Bangham模型拟合结果表明粒子内部扩散不是唯一的速率控制步骤,而液相边界层和粒子外部传质过程对吸附的影响不能忽略;表观活化能为15.705kJ/mol。热力学试验结果表明:纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌对U(VI)的吸附服从Langmuir、Freundlich等温模型,表明吸附是一个单层覆盖与多层吸附相结合的过程;在298 K、303 K、308 K下Langmuir模型拟合最大吸附量分别为92.483 mg/g、103.875 mg/g、107.918 mg/g;吸附过程ΔH>0、ΔS>0、ΔG<0,表明吸附过程自发进行,为吸热过程,存在着各种化学键力和范德华力作用,化学吸附与物理吸附过程共存。

海藻酸钠与纳米Fe_3O_4联合固定化菌对三氟羧草醚的降解

采用联合固定化技术,将菌株Pseudomonas citronellolis DK-3与纳米Fe_3O_4固定于海藻酸钠小球中制成纳米Fe_3O_4和海藻酸钠联合固定化菌(Fe_3O_4/SA),并系统研究了纳米Fe_3O_4的最佳投加量,Fe_3O_4/SA联合固定化菌对三氟羧草醚的降解特性以及Fe_3O_4/SA固定化菌在序批式反应器(SBR)中的降解稳定性。实验结果表明,当纳米Fe_3O_4的投加量为90 mg·L^(-1),三氟羧草醚初始浓度为100 mg·L^(-1)时,固定化菌的降解率达到97.9%。扫描电镜结果表明Fe_3O_4/SA联合固定化小球更适合三氟羧草醚降解菌的附着生长。Fe_3O_4/SA联合固定化菌降解三氟羧草醚的最佳环境条件为pH:7~8、温度:30℃。此外,与SA固定化菌相比,Fe_3O_4/SA联合固定化菌具有更强的耐环境因素变化能力,抗重金属离子毒性能力。并且,经多次重复使用后,联合固定化菌仍保持较高的降解率(>95%)。最后,实验室规模序批式反应器(SBR)中降解实验表明,Fe_3O_4/SA联合固定化菌能够稳定运行35 d以上,降解率均高于95%,为三氟羧草醚固定化细菌的工程化应用奠定了理论基础。