【摘 要】
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偶氮染料和重金属Cr(Ⅵ)通常共存于纺织和印染废水中。由于这类污染物对生物具有致畸、致癌和致突变作用,因此它们的处理受到了人们的关注。然而,微生物在厌氧条件下代谢缓慢,导致这类污染物的厌氧生物去除速率低。黄素作为氧化还原介体,能够加速它们的厌氧生物还原。为了更好的应用黄素,特别是废弃生物质中的黄素,本文制备了一种新型黄素印迹磁性颗粒(MMIPs),研究了MMIPs吸附水体或剩余污泥碱解液中黄素的性
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偶氮染料和重金属Cr(Ⅵ)通常共存于纺织和印染废水中。由于这类污染物对生物具有致畸、致癌和致突变作用,因此它们的处理受到了人们的关注。然而,微生物在厌氧条件下代谢缓慢,导致这类污染物的厌氧生物去除速率低。黄素作为氧化还原介体,能够加速它们的厌氧生物还原。为了更好的应用黄素,特别是废弃生物质中的黄素,本文制备了一种新型黄素印迹磁性颗粒(MMIPs),研究了MMIPs吸附水体或剩余污泥碱解液中黄素的性能,以及吸附黄素后的MMIPs(MMIPs-flavins)对Shewanella oneidensis MR-1厌氧还原偶氮染料酸性红18(AR 18)和Cr(Ⅵ)的影响,以期为黄素的实际应用提供理论基础。研究了MMIPs的制备条件并对其进行了表征。结果表明:制备MMIPs的最适条件为模板分子核黄素四乙酸酯为3.3 m M,功能单体2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪为6.7 m M,交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯为66.7 m M,引发剂偶氮二异丁腈为5.1g/L,磁性载体为1.7 g/L,溶剂为二甲基亚砜。傅里叶红外和电镜图分析表明,MMIPs中含有Fe-O、Si-O、C=O、C-H和N-H等特征官能团;MMIPs粒径均匀,并为核壳结构,包括二氧化硅层和印迹层。热重和磁性分析表明,在300℃以下的热稳定性良好,其表面的印迹聚合物壳层比磁性非印迹粒子(MNIPs)的更厚。MMIPs饱和磁化强度为3.33 emu/g,并具备超顺磁性,外加磁场可以快速实现MMIPs从液相中分离。MMIPs的平均孔体积和直径要大于MNIPs。这些结果表明MMIPs制备成功。研究了MMIPs对水溶液或剩余污泥碱解液中黄素的吸附性能及MMIPs-flavins的催化性能。结果表明:在温度15℃、p H=7的条件下,MMIPs对黄素单核苷酸(FMN)吸附量达到最大(33.47μmol/g)。在微生物适宜温度30℃下,当FMN初试浓度为125μM,MMIPs在60 min内达到吸附饱和,最大吸附量为29.19μmol/g,印迹因子达到24.9,表明MMIPs具有良好的选择吸附性。MMIPs等温吸附过程遵循Langmuir模型,且对黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和核黄素也有良好的吸附效果。吸附这三种黄素的MMIPs能够提高菌株MR-1对AR 18和Cr(Ⅵ)的去除率。并且MMIPs-FMN的催化性能在重复使用5次后仍能保持初始值的97.6%。进一步的研究发现,MMIPs可以有效地从剩余污泥碱解液中吸附FAD,并且MMIPs-FAD增强了AR 18的脱色。
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