李氏禾内生细菌Bacillus cereus J01吸附Cr3+的研究

Study on adsorption of chromium(Cr3+)by endophytic bacteria Bacillus cereus J01 isolated from Leersia hexandra Swartz

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摘要为考察李氏禾内生细菌蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus J01菌株吸附Cr3+的性能,以蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus J01失活菌体作为生物吸附剂,采用单因素实验方法考察pH、温度、Cr3+初始浓度、吸附剂用量、吸附时间等条件对Cr3+吸附性能的影响,分析其等温吸附过程、动力学过程及热力学过程,并采用红外光谱方法对吸附机理进行初步分析.结果表明:(1)在50 mL反应体系中,当pH值为6、温度为40 ℃、Cr3+初始浓度为150 mg·L-1、吸附剂投加量为0.2 g、吸附时间为12 h时,蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus J01失活菌体对Cr3+的吸附性能达到最佳,其平衡吸附量和Cr3+去除率分别为34.30 mg·g-1、91.60％.(2)等温吸附过程分析结果显示,朗格缪尔吸附等温模型能更好地模拟蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus J01失活菌体对Cr3+的吸附,其吸附过程更倾向于单分子层吸附.(3)吸附过程动力学分析结果显示,蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus J01失活菌体对Cr3+的吸附更符合准二级动力学速率方程.(4)吸附过程热力学分析结果显示,在40℃下,吸附过程的△G、△H和△S分别为-2.609 kJ·mol-1、61.792 kJ·mol-1和206.11 J·mol-1,该温度下吸附过程是自发过程.(5)红外光谱分析结果显示,蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus J01失活菌体对Cr3+的吸附可能通过细胞成分中的氨基、羟基和羰基起作用.该研究结果表明该菌的失活菌体对Cr3+具有较强的吸附性能,并在铬污染的环境治理中具有较好的应用潜力.