發(fā)布時間：2017-08-09 23:06

  本文關(guān)鍵詞：嵌入型納米零價鐵的穩(wěn)定性及微生物毒性機制研究

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【摘要】：納米零價鐵是一種廉價的環(huán)境友好型材料,已經(jīng)被廣泛的用于污染土壤,地下水以及廢水的原位和非原位修復(fù)。目前,研究表明納米零價鐵可以有效地去除一系列常見的環(huán)境污染物。然而,納米零價鐵存在的一個主要問題是由于磁性和范德華力的作用會使得其團聚成大顆粒,限制了納米零價鐵的應(yīng)用。為了解決這個問題,我們通過利用載體材料來提升納米零價鐵的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。盡管納米零價鐵在環(huán)境修復(fù)方面有著諸多的應(yīng)用,同時納米零價鐵也容易與人類、動物和微生物接觸,對于納米零價鐵的生物性危害引起了人們極大的關(guān)注,所以,有必要評估和解決這些有毒納米零價鐵材料對微生物活性的影響。本文以碳熱還原法制備了納米零價鐵/石墨化碳(nZVI/PGC)復(fù)合材料,納米零價鐵能夠均勻的嵌入石墨化碳上,具有較大的比面積以及很好的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。采用XRD,BET,TG,SEM等表征方法對復(fù)合材料進行表征,并對羅丹明B(RhB)進行降解,考察復(fù)合材料對污染物的去除能力。同時還利用液相還原法制備出納米零價鐵(nZVI)和二氧化硅包覆型納米零價鐵(nZVI@SiO2),考察三種不同的納米零價鐵材料對大腸桿菌的毒性研究。結(jié)果表明:(1)篩選出的反應(yīng)活性最高的Fe/Fe3O4/PGC復(fù)合材料對水中的RhB展現(xiàn)了高效的去除能力,而且RhB的去除隨著樣品投加量的增加以及pH值和RhB初始濃度的降低而升高,并且通過測定反應(yīng)前后以及暴露在空氣中一段時間后的XRD,說明了Fe/Fe3O4/PGC復(fù)合材料具有很好的穩(wěn)定性。(2)通過生長曲線和菌落數(shù)的測定,可以看出Fe/Fe3O4/PGC材料對大腸桿菌的生長有抑制作用,染毒組的大腸桿菌明顯低于對照組,且濃度越大,Fe/Fe3O4/PGC對大腸桿菌的毒性越大。(3)通過測定nZVI和nZVI@SiO2以及Fe/Fe3O4/PGC三種納米零價鐵對大腸桿菌細胞培養(yǎng)液的電導(dǎo)率變化情況及生化指標的影響可以看出,未經(jīng)修飾的nZVI對于大腸桿菌抑制作用最明顯,毒性明顯高于nZVI@SiO2和Fe/Fe3O4/PGC材料。納米零價鐵與大腸桿菌接觸會產(chǎn)生活性氧自由基,攻擊大腸桿菌細胞發(fā)生脂質(zhì)過氧化作用,且納米零價鐵濃度越高,損傷越嚴重。
【關(guān)鍵詞】：納米零價鐵 大腸桿菌 羅丹明B 細胞毒性
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.811;X505
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 納米材料的概述11-13
• 1.2.1 納米材料的定義11-12
• 1.2.2 納米材料的特性12-13
• 1.3 納米材料的生物安全性研究13-18
• 1.3.1 納米材料的轉(zhuǎn)移和進入環(huán)境的途徑14-15
• 1.3.2 納米材料產(chǎn)生毒性的機理15-16
• 1.3.3 納米材料毒性大小的影響因素16-18
• 1.4 納米零價鐵的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀18-22
• 1.4.1 納米零價鐵在環(huán)境中的應(yīng)用18-20
• 1.4.2 納米零價鐵在應(yīng)用中存在的問題及發(fā)展20-22
• 1.5 論文的研究目的與內(nèi)容22-24
• 1.5.1 論文的研究目的與意義22-23
• 1.5.2 論文的研究內(nèi)容23-24
• 第2章 實驗材料及表征方法24-28
• 2.1 實驗試劑和實驗儀器24-26
• 2.1.1 實驗試劑和實驗材料24-25
• 2.1.2 實驗儀器25-26
• 2.2 材料表征方法及原理26-28
• 2.2.1 X射線粉末衍射（XRD）26
• 2.2.2 X射線光電子能譜（XPS）26
• 2.2.3 熱重分析（TG）26
• 2.2.4 比表面積（BET）26-27
• 2.2.5 掃描電子顯微鏡（SEM）27
• 2.2.6 透射電子顯微鏡（TEM）27
• 2.2.7 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）27-28
• 第3章 嵌入型納米零價鐵的制備與表征及其性能和穩(wěn)定性的研究28-47
• 3.1 引言28-29
• 3.2 嵌入型納米零價鐵材料29-45
• 3.2.1 嵌入型納米零價鐵的制備29-30
• 3.2.2 nZVI/PGC材料的表征30-34
• 3.2.3 nZVI/PGC材料對RhB去除研究34-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第4章 納米零價鐵對微生物的毒性研究47-67
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實驗材料48-53
• 4.2.1 微生物的選擇及實驗試劑48
• 4.2.2 納米零價鐵材料的制備48-49
• 4.2.3 材料表征49-53
• 4.3 實驗方法53-57
• 4.3.1 大腸桿菌的培養(yǎng)53
• 4.3.2 大腸桿菌生長曲線的測定53-54
• 4.3.3 電導(dǎo)率的測定54
• 4.3.4 納米零價鐵染毒大腸桿菌后掃描電鏡的觀察54-55
• 4.3.5 納米零價鐵對細胞酶活性的影響55-57
• 4.4 結(jié)果討論與分析57-64
• 4.4.1 納米零價鐵對細胞生長的影響57-61
• 4.4.2 納米零價鐵對細胞培養(yǎng)液電導(dǎo)率的影響61-62
• 4.4.3 納米零價鐵對對細胞酶活性的影響62-64
• 4.5 納米零價鐵誘導(dǎo)細胞毒性的機制64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文78-79
• 致謝79-80

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