微生物和優(yōu)勢生物分子還原合成金納米的機理研究.pdf

1、近年來，生物吸附技術在控制和去除金屬離子污染物方面的應用受到了越來越多的關注。同時，由于材料合成技術對環(huán)保的需求不斷增長，生物合成納米技術已成為科學領域的熱點課題。眾所周知，金屬納米材料由于其獨特的物化和光電特性，廣泛地應用于催化劑，生物感應，記錄介質(zhì)和光學等領域。因此，本文采用生物納米技術利用枯草芽孢桿菌吸附還原制備金納米，并對還原機理及金納米的可控生長進行了研究和考察。在此基礎上，確定菌體表面的主要功能基團，篩選富含該功能基團的優(yōu)勢

2、生物分子(如蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸等)，以提高金納米的合成產(chǎn)量。因此，本文將對富含功能基團的酪氨酸還原制備金納米進行初步的研究，考察其還原機理及環(huán)境因素對金納米形貌的調(diào)控。
　　首先，對枯草芽孢桿菌吸附金離子的能力進行了研究并考察了不同的環(huán)境因素(pH，生物量濃度，接觸時間和溫度)對吸附量的影響。另外，該實驗還著力于反應平衡、動力學和熱力學的研究。結果證明Freundlich模型和擬二階動力學模型能更好地描述枯草芽孢桿菌對金離子的吸

3、附過程。計算得到的熱力學參數(shù)說明該吸附是放熱和自發(fā)的。
　　其次，通過考察環(huán)境因素(pH、溫度和時間)對金納米形貌和尺寸的調(diào)控情況,發(fā)現(xiàn)溶液的初始pH值、溫度和時間在調(diào)控金納米形貌和尺寸方面發(fā)揮著重要的作用。除此之外，在研究枯草芽孢桿菌吸附還原金離子的機理時，發(fā)現(xiàn)還原過程為AuCl3·HCl→AuCl→Au0。在利用酪氨酸還原制備金納米時，由金納米的數(shù)量分布和粒徑分布隨反應時間的變化情況，推斷大體積的金納米是由許多細小的納米顆粒堆

4、積而成的。
　　研究結果表明，選擇富含功能基團的優(yōu)勢生物分子作為還原劑可大大提高金納米的產(chǎn)量。然而，由優(yōu)勢生物分子合成的金納米形貌與細菌合成的相比有很大的差異，這與細菌細胞壁表面結構的復雜性密不可分，是細胞壁表面其他基團對功能基團有影響作用造成的。另外，利用細菌和優(yōu)勢生物分子還原合成金納米的自組裝機理存在著不同。
　　生物還原劑逐漸從微生物發(fā)展到了生物分子，如蛋白質(zhì)、氨基酸和DNA等。因此，可以利用DNA重組和基因突變等技術