黑曲霉对稀土离子的生物吸附研究

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从土壤中分离筛选到一株对稀土离子La3+有较强吸附能力的菌株A01,经初步鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger)。通过稀土离子对A01菌株生长影响的实验,结果表明当分别加入100mg /L的La3+、Ce3+会缩短菌株的稳定期,提前进入衰亡期。A01菌对La3+、Ce3+、Nd3+的耐受浓度分别为800mg/L、600mg/L、800mg/L,当培养基中稀土离子达到上述上限时,A01不能生长。稀土离子在相对低浓度时可以提高A01生长速率,当稀土离子提高到一定程度的时候,就表现出对菌体生长的抑制作用。由A01菌对稀土离子的单因素吸附条件试验,以及对温度、吸附时间、菌体添加量、稀土溶液初始浓度的正交试验,得出A01菌对La3+最佳吸附条件为:La3+初始浓40mg/L,温度32℃,转速200rpm,pH7.0,4mg/mL菌体(以干重计),吸附时间1.5h。优化条件下A01菌对La3+的吸附量可达125.62 mg/g。A01菌对Yb、Lu、Ho的吸附量都达到了290mg/g以上,且A01菌对重稀土元素的吸附量总体上要高于对轻稀土元素的吸附量。A01菌选择性吸附稀土离子的实验结果表明,A01对稀土离子的选择性吸附能力不高。解吸实验发现,强酸解吸效果较好,解吸率最高的HNO3解吸率达到75.46%。扫描电镜结果显示A01菌吸附的稀土离子La3+在菌丝表面以晶体状的形式沉积。菌株对稀土离子La3+的吸附是一个快速的吸附过程,在吸附的15min内,吸附量有很大的提高,而从15min到45min内,吸附量的增加速度很慢,在45min时就已基本达到平衡,其吸附动力学过程可以用拟二级速度方程来描述。对经典的吸附模型进行了拟合,发现A01菌对Langmuri模型拟合程度比较好。
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