论文部分内容阅读
铜是工业生产中的重要原料,与金和银等贵金属相比,天然储量高,价格低廉,在实际应用中更具优势。纳米铜粒子(CuNPs)比表面积大,催化性能出色,广泛应用于乙炔制备等化学生产中。研究发现晶粒尺寸在10-110 nm的纳米铜材料拉伸力学性能良好,其屈伸强度比一般退火工艺制得的20μm的铜材料高900%,比普通铜材料高8%以上。纳米铜可以附着在合金表面改善电荷转移速度,提高合金的导电性能。鉴于纳米铜在力学、电学和化学等领域的特异性能和极大的潜在应用价值,纳米铜材料相关的研究受到广泛关注。本研究利用地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)HLS合成CuNPs,并探究CuNPs的合成部位与合成条件,对粒子进行透射电镜(TEM)与X射线衍射(XRD)表征鉴定。菌株合成的CuNPs具有过氧化物酶活性,探究CuNPs过氧化物酶活性最佳条件,可以对葡萄糖的浓度进行检测;同时探究CuNPs脱色活性亮蓝、刚果红、靛蓝胭脂红和结晶紫效果的影响因素以及脱色原理的探究。主要研究成果如下:(1)菌株HLS合成CuNPs条件优化菌株HLS合成CuNPs的条件进行优化。对共培养上清液、破胞上清液和破胞菌体沉淀进行透射电镜观察,在破胞菌体沉淀观察到CuNPs;铜盐种类分别为CuS04、CuCl2 Cu(NO3)2时,只有Cu(NO3)2组对CuNPs合成效果较好;并且通过硝酸盐还原酶特异性抑制剂Na2W04的引入推测菌株HLS合成CuNPs的主要酶可能是硝酸盐还原酶。(2)CuNPs的TEM与XRD表征鉴定TEM镜检破胞菌体沉淀样品,可观察到粒径尺寸为10-20 nm的粒子,两条晶格条纹之间的距离为0.208 nm与Cu的(1 1 1)晶格条纹相同;XRD检测管式炉灼烧后的菌体沉淀样品显示在43.5°、50.6°、74.3°和89.9°处有衍射峰,这与Cu的(1 1 1)、(2 0 0)、(2 2 0)和(3 11)晶面2θ角相吻合,推测合成粒子为CuNPs。(3)CuNPs的过氧化物酶性质与检测葡萄糖的应用菌株HLS合成CuNPs在40℃,pH 4.2,CuNPs悬浮液终浓度300 μg/mL,H202浓度为1.5 moL/L时,具有最佳过氧化物酶活性,酶活为228.9 U/g干重。H202浓度检测的线性区间为0.13-5.3 mmoL/L,以H202浓度的线性检测结果作为葡萄糖检测的浓度范围,以此确定葡萄糖浓度检测的线性区间为1-5.3 mmoL/L。高浓度α-乳糖、D-果糖、麦芽糖和蔗糖要弱于CuNPs对低浓度葡萄糖检测响应值。利用CuNPs对葡萄糖溶液进行检测误差值小。(4)CuNPs对染料脱色的研究pH为7时,介体2,2,6,6,-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)能显著提高CuNPs对靛蓝胭脂红和结晶紫的脱色率,丁香醛(SA)能显著提高CuNPs对活性亮蓝的脱色率。pH为3时,CuNPs对活性亮蓝和靛蓝胭脂红的脱色效果较好;pH为7时,CuNPs对刚果红和结晶紫的脱色效果较好。通过紫外可见光全波长扫描发现CuNPs对活性亮蓝脱色24 h未有新峰出现,对活性亮蓝脱色可能是吸附作用,CuNPs对刚果红、靛蓝胭脂红和结晶紫的脱色24 h后分别在258 nm、256 nm和258 nm处有新峰出现,CuNPs可能对这3种染料是降解作用。