氧化亚铁硫杆菌的胞外电子传递研究

doi:10.7503/cjcu20130578

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (2): 372.doi: 10.7503/cjcu20130578

氧化亚铁硫杆菌的胞外电子传递研究

梁方圆¹, 吴冉冉¹, 曹昌丽¹, 郑越^1,², 杨朝晖², 赵峰¹()

1. 中国科学院城市环境研究所, 厦门 361021
2. 湖南大学环境科学与工程学院, 长沙 410082

收稿日期:2013-06-24 出版日期:2014-02-10 发布日期:2013-10-23
作者简介:联系人简介: 赵峰, 男, 博士, 研究员, 博士生导师, 主要从事生物电化学系统研究. E-mail: fzhao@iue.ac.cn
基金资助:
中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号: KZCX2-EW-402)、中国科学院百人计划和国家自然科学基金(批准号: 21177122)资助

Research on Extracellular Electron Transfer of Acidithiobacillus Ferrooxidans^†

LIANG Fangyuan¹, WU Ranran¹, CAO Changli¹, ZHENG Yue^1,², YANG Zhaohui², ZHAO Feng^1,^*()

1. Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China
2. College of Environmental Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China

Received:2013-06-24 Online:2014-02-10 Published:2013-10-23
Contact: ZHAO Feng E-mail:fzhao@iue.ac.cn
Supported by:
† Supported by the Main Direction Program of Knowledge Innovation(No;KICX2-EW-402), the Hundred Talents Program of CAS and the National Natural Science Foundation of China(No.21177122)

摘要/Abstract

摘要：

使用循环伏安、计时电流等电化学方法研究了氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans, At. f)的胞外电子传递机理. 通过比较分别以亚铁离子和单质硫为电子供体培养的At. f的循环伏安曲线的还原峰可知, At. f具有胞外电子传递能力; 恒压-0.4 V时, 加入亚铁离子能够促进At. f的胞外电子传递; 好氧条件比厌氧条件产生/变化的电流大1个数量级, 说明At. f在好氧条件下具有较强的电化学活性. 此外, 采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱及扫描电子显微镜等对菌体的表面特征进行了分析.

关键词: 氧化亚铁硫杆菌, 电子传递, 浸矿, 循环伏安, 计时电流

Abstract:

Extracellular electron transfer of Acidithiobacillus ferrooxidans(At. f) was investigated using cyclic voltammetry and chronoamperometry. Compared with cyclic voltammograms with ferrous ion or sulfur as electron donors, At. f has the extracellular electron transfer capability, and the reduction peak is produced by At. f under the condition of a constant potential -0.4 V, adding ferrous ion to the system could improve extracellular electron transfer. The current produced/changed under aerobic condition is more than one order of magnitude than under anaerobic condition. It illustrates that At. f has the stronger electrochemical activity under aerobic condition. In addition, surface characteristics of At. f were analyzed using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectra and scanning electron microscopy. These results could provide a basis for improving metal leaching rate.

Key words: Acidithiobacillus ferrooxidan, Electron transfer, Bioleaching, Cyclic voltammetry, Chronoam-perometry

中图分类号:

O646

TrendMD:

梁方圆, 吴冉冉, 曹昌丽, 郑越, 杨朝晖, 赵峰. 氧化亚铁硫杆菌的胞外电子传递研究. 高等学校化学学报, 2014, 35(2): 372.

LIANG Fangyuan, WU Ranran, CAO Changli, ZHENG Yue, YANG Zhaohui, ZHAO Feng. Research on Extracellular Electron Transfer of Acidithiobacillus Ferrooxidans^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(2): 372.

图/表 6

Fig.1 Cyclic voltammograms under the condition of nitrogen(A) and oxygen(B)^a. Control test; b. At.f system; c. At. f after UV irradiation for 30 min.

Fig.2 X-Ray diffraction pattern(A) and Fourier transform infrared spectrum(B)

Fig.3 Cyclic voltammograms under the condition of nitrogen with sulfur as electron donor^a. Control test; b. At. f system; c. At. f after UV irradiation for 30 min.

Fig.4 Current-time plots at a constant potential of -0.4 V(vs. Ag/AgCl) under air condition^(A) Control test; (B) At. f system.

Fig.5 Current-time plots held at a constant potential of-0.4 V(vs. Ag/AgCl)^a. At. f system; b. control test.

Fig.6 Scanning electron microscopy images of working electrodes^(A) Control test; (B) At. f system.

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