Schwertmannite矿物的稳定性及对铬酸根的吸附行为

论文摘要

运用矿物学、微生物学、地球化学和环境学的知识,对Schwertmannite矿物的合成方法、稳定性及对铬酸根的吸附行为进行了深入研究。通过对Schwertmannite经典合成方法的改进,将其合成时间缩短为原来的l／3,大大提高了合成效率。在厌氧条件下,Acidiphilium cryptum JF-5铁还原菌在较低pH（3-4）条件下活性最强,能够快速还原溶解Schwertmannite,并显著促进Schwertmannite向针铁矿的转变速率；在较高pH条件下,A. cryptum JF-5菌活性大大降低,只能还原溶解少量的Schwertmannite,但仍能促进Schwertmannite的相转变速率。干、湿Schwertmannite对Cr（Ⅵ）的吸附速率相同,均在3h后达到最大吸附量,对应的最大吸附量分别为273mg/g和805mg/g。温度升高能够促进Schwertmannite对Cr（Ⅵ）的吸附,但在较低浓度（≤10mM）条件下促进作用更明显。铬酸根能够取代Schwertmannite表面的硫酸根形成双齿桥联络合物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容、技术路线及主要工作量
• 2 Schwertmannite矿物介绍
• 2.1 Schwertmannite形成机理
• 2.2 Schwertmannite的结构
• 2.3 Schwertmannite的表面形貌
• 2.4 Schwertmannite的稳定性
• 2.5 Schwertmannite的红外光谱特征
• 3 优化schwertmannite矿物的合成
• 3.1 Schwertmannite的合成路径
• 3.1.1 酸性溶液中Fe（Ⅲ）盐的水解
• 3.1.2 Fe（Ⅱ）盐的氧化水解
• 3.2 schwertmannite的合成方法介绍
• 3.3 schwertmannite的合成实验
• 3.3.1 实验仪器
• 3.3.2 实验试剂
• 3.3.3 schwertmannite合成方法及透析袋前处理
• 3.3.4 schwertmannite合成产物的表征方法
• 3.3.5 结果和讨论
• 4 铁还原菌（A. cryptum JF-5）的培养
• 4.1 Acidiphilium cryptum JF-5形貌和生理特征
• 4.1.1 JF-5细胞形貌
• 4.1.2 JF-5细菌生理特性
• 4.2 Acidiphilium cryptum JF-5培养方法
• 4.2.1 酸性Fe-TSB液体培养基
• 4.2.2 酸性Fe-TSB固体培养基
• 4.3 Acidiphilium cryptum JF-5计数方法
• 4.3.1 平板涂布法（Plate Counts,PC）
• 4.3.2 稀释倍数法（most probable numbers,MPN）
• 4.4 在培养基中Acidiphilium cryptum JF-5对铁的还原速率
• 4.4.1 实验步骤
• 4.4.2 结果和讨论
• 5 JF-5细菌对schwertmannite矿物稳定性的影响
• 5.1 实验准备
• 5.2 实验内容
• 5.2.1 实验步骤
• 5.2.2 实验样品的采集
• 5.2.3 测试方法
• 5.3 实验结果和讨论
• 5.3.1 微生物数量变化
• 5.3.2 pH和Eh的变化
• 5.3.3 总Fe和总溶解态Fe浓度
• 5.3.4 总Fe（Ⅱ）和溶解态Fe（Ⅱ）浓度
• 5.3.5 硫酸根浓度变化
• 5.3.6 矿物结构变化
• 5.3.7 影响Schwertmannite矿物稳定性的因素
• 5.3.8 A.Cryptum JF-5细菌的还原能力和还原机理
• 6 Schwertmannite矿物对Cr（Ⅵ）的吸附
• 6.1 材料和方法
• 6.1.1 实验准备
• 6.1.2 Cr（Ⅵ）吸附动力学实验
• 6.1.3 铬酸根在schwertmannite上的吸附形态测定
• 6.2 结果和讨论
• 6.2.1 干、湿schwertmannite样品对Cr（Ⅵ）吸附
• 6.2.2 温度和pH对Cr（Ⅵ）吸附影响
• 6.2.3 初始浓度对Cr（Ⅵ）吸附的影响
• 6.2.4 吸附时间对吸附行为的影响
• 6.2.5 Cr（Ⅵ）在schwertmannite表面的吸附形态
• 7 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表学术论文
• 参加科研项目
• 附表1
• 附表2
• 附表3