面包酵母的修飾表征及對(duì)重金屬和染料吸附行為的研究.pdf

1、氨基酸和聚胺酸修飾面包酵母的表面，能提高面包酵母對(duì)水中污染物的吸附能力，并表現(xiàn)出選擇性特征，研究了四種不同的修飾方法對(duì)面包酵母改性。用FTIR、XPS、電子顯微鏡對(duì)修飾產(chǎn)物進(jìn)行了表征，考察了時(shí)間、溫度、pH值、濃度等因素對(duì)吸附性能的影響，以及修飾菌對(duì)水體污染物的吸附機(jī)理，研究了修飾產(chǎn)物的再生能力。 1.用交聯(lián)劑戊二醛對(duì)面包酵母修飾，隨著戊二醛用量的增加，交聯(lián)酵母的聚集越來(lái)越明顯，戊二醛用量為1.0％交聯(lián)的酵母，對(duì)Cd2+的吸附能

2、力最好，選定該值為交聯(lián)劑加入量。室溫下，吸附反應(yīng)在pH6.0～7.0時(shí)30min即可達(dá)到平衡，過(guò)程符合Langmuir吸附等溫模型，對(duì)Cd2+最大吸附量為8.59mg·g-1，較修飾前提高了2.16倍。 2.50℃的無(wú)水環(huán)境中，將均苯四甲酸二酐和精氨酸反應(yīng)形成的長(zhǎng)鏈聚胺酸，接枝到戊二醛交聯(lián)過(guò)的面包酵母表面，對(duì)其堿化處理，產(chǎn)物稱為聚胺酸修飾酵母(Ⅰ)。紅外、XPS及顯微鏡表明聚胺酸已接枝在面包酵母表面，并證實(shí)修飾反應(yīng)在菌表面的羥基

3、和聚胺酸之間。聚胺酸修飾酵母(Ⅰ)對(duì)重金屬離子Ni2+、Pb2+的吸附實(shí)驗(yàn)表明，修飾酵母在pH5.0～6.0時(shí)具有較強(qiáng)的吸附能力，吸附反應(yīng)30min達(dá)平衡，用Langmuir和Freundlich吸附等溫方程擬合所得線性相關(guān)系數(shù)判定，吸附過(guò)程更符合Langmuir模型，聚胺酸修飾酵母(Ⅰ)對(duì)Ni2+、Pb2+的最大吸附量分別為49.78、202.8mg·g-1，是交聯(lián)酵母的9.80、10.7倍。再生的修飾酵母吸附量減少低于10％，每次P

4、b2+的去除率均在90％以上，對(duì)模擬金屬?gòu)U水中Ni2+、Pb2+的去除率都大于90％。 3.將堿性氨基酸－精氨酸用戊二醛修飾在面包酵母表面，XPS譜和顯微鏡表明精氨酸已修飾在面包酵母表面。修飾反應(yīng)并未改變面包酵母的外貌形狀，只是將多個(gè)細(xì)胞聚集在一起。修飾酵母對(duì)陰離子染料日落黃和檸檬黃的吸附實(shí)驗(yàn)表明，體系為自發(fā)的吸熱反應(yīng)，吸附量隨體系pH的降低、時(shí)間的增加、染料濃度的增加、溫度的升高而增大。25℃，pH2.0時(shí)修飾酵母對(duì)日落黃和檸

5、檬黃的吸附量為362.8和269.3mg·g-1。pH5.0～6.0時(shí)，吸附反應(yīng)在40h達(dá)到平衡，對(duì)日落黃和檸檬黃的吸附反應(yīng)參數(shù)v0分別從10.45、16.01提高到了65.6、86.6mg·g-1·h-1；吸附過(guò)程符合Langmuir模型，對(duì)日落黃和檸檬黃的最大吸附量分別為146.4、107.1mg·g-1；25℃時(shí)，吸附反應(yīng)的ΔG°分別為-4.70和-5.11KJ·mol-1?；瘜W(xué)吸附在體系占主導(dǎo)地位，吸附可能發(fā)生在帶正電的精氨酸側(cè)

6、鏈的極性δ-胍基與帶負(fù)電荷的發(fā)色基團(tuán)之間。 4.聚胺酸修飾面包酵母(Ⅱ)的XPS譜表明，修飾反應(yīng)是發(fā)生在面包酵母表面的羥基和聚胺酸上的酐基之間，反應(yīng)后在酵母表面增加了大量的羧基和氨基。SEM在不同放大倍數(shù)下對(duì)面包酵母修飾后形貌表征證明，此修飾方法對(duì)產(chǎn)物吸附劑的表面影響不大。用滴定法測(cè)得單位重量的修飾酵母表面羧基和氨基的數(shù)量為1.36和0.7mmol·g-1。對(duì)堿性染料堿性品紅和亞甲基藍(lán)的吸附結(jié)果表明，在pH4.0～11.0，酸度