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氯硝基苯类化合物(CNBs)是一类不仅具有致癌、致畸、致突变还具有遗传毒性的有机化合物,广泛应用于农药、染料和其他工业化学制品。作为氯硝基苯类化合物的生产和使用大国,由于生产废水处理的不达标和使用过程的不规范致使我国土壤、地下水和地表水等不同程度的污染,对人类的健康和生态环境都有较大危害。针对氯硝基苯类化合物的处理研究,由于生物法成本低、效益高,并且具有无二次污染等特点,受到环保研究者的关注。微生物合成的钯纳米颗粒对氯代有机物的脱氯有巨大活性,希瓦氏菌(S.oneidensis MR-1)是一株具有强大异化还原能力的兼性厌氧细菌,它能够还原Pd(Ⅱ)合成纳米钯协同S.oneidensis MR-1去除氯代有机化合物,但深入探索纳米钯协同S.oneidensis MR-1还原氯硝基苯类化合物的研究鲜少。本论文以探索纳米Pd协同S.oneidensis MR-1催化还原转化CNBs的研究为目的。展开了以2-CNB、4-CNB和2,4-DCNB做模式化合物的纳米Pd协同S.oneidensis MR-1催化还原CNBs研究,深入解析了纳米钯协同S.oneidensis MR-1催化还原CNBs机理,主要研究结果如下:(1)S.oneidensis MR-1以甲酸为电子供体成功合成纳米Pd,主要分布在细胞表面和细胞间隙,并证明了纳米Pd与S.oneidensis.MR-1组合可以协同催化还原转化CNBs。通过不同Pd(Ⅱ)浓度生成的纳米Pd协同S.oneidensis MR-1催化体系还原转化2-CNB、4-CNB的实验结果显示,100 μM浓度Pd(Ⅱ)条件下的协同催化体系还原能力最强,推测100 μM Pd(Ⅱ)为协同催化还原最佳浓度。(2)纳米Pd协同S.oneidensis MR-1催化还原2-CNB的中间产物为2-CAN和NB,最终产物为AN;相同条件下,还原4-CNB的中间产物为4-CAN和NB,最终产物与2-CNB相同为AN。同时,最佳Pd(Ⅱ)浓度协同催化还原体系中2-CNB和4-CNB的还原速率与其初始浓度成正比,并且完全还原转化为最终产物AN的底物初始浓度上限不超过2.5 mM。解析了上述2种化合物的还原过程,推测出苯环上脱氯反应比硝基的转化更难,不同氯原子的位置也影响CNBs的还原。(3)100 μM 的 Pd(Ⅱ)合成纳米 Pd 协同 S.oneidensis MR-1 催化还原2,4-DCNB的实验结果表明了其中间产物为2-CNB、4-CNB、2-CAN、4-CAN、2,4-DCAN、NB,AN为其最终产物;还原2,4-DCAN的中间产物为2-CAN和4-CAN,AN为其最终产物。在2,4-DCNB的还原结果中对位的氯原子比邻位的氯原子更容易发生取代反应;在2,4-DCAN的实验结果中邻位的氯原子比对位的氯原子更易取代。综合分析2-CNB、4-CNB、2,4-DCAN和2,4-DCNB的还原结果绘制出纳米Pd协同S.oneidensis MR-1催化还原2,4-DCNB的路径图。DFT理论计算证明了在纳米Pd协同S.oneidensis MR-1催化体系下还原2,4-DCNB过程中氯原子的位置效应。