微生物所协同的天然金红石日光催化作用研究.pdf

2011年3月,第17卷,第1期,39-45页
高校地质学报
March2011,Vol.17,No.1,P.39-45
Geological Journal of China Universities
微生物所协同的天然金红石日光催化作用研究
李艳,鲁安怀
造山带与地売演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京100871
摘要:本文揭示了自然界中可能存在的一种新的矿物和微生物交互作用形式,即微生物通过生物电化学作用参与到半导体
矿物的日光催化作用过程中。模拟日光光源下“产电”微生物与天然半导体矿物金红石交互实验结果显示,金红石的光催
化作用促进了矿物端元的反应速率,提高了电子在微生物和矿物之间的转移效率,使微生物电子传递链末端电子能量得到
提升。二者协同作用可提高微生物或半导体矿物单独作用时对污染物如Cr(Ⅵ)的还原处理效果。该研究为环境污染治理提
供了一种矿物与微生物协同作用新理念。
关键词:半导体矿物;太阳能;矿物一微生物交互作用;光催化
中图分类号:Q939.9
文献标识码:A
文章编号:1006-7493(2011)01-0039-07
Natural Rutile-ifnvolved Photocatalytic Process Assisted by Microorganism
LI Yan. LU An-huai
The Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution, School of Earth and Spa
ace Sciences
Peking University, Beijing 100871, China
Abstract: A novel interactive manner between minerals and microorganisms was proposed in this study, i.e. microorganisms
participate in the semiconducting mineral photocatalytic process via a bioelectrochemical reaction. The experimental results showed
that in the interactive system including simulated unli ht le tricgen and natural rutile, the photocatalysis of natural rutile
improved the cathodic reaction kinetics, promoted the electron transfer efficiency and elevated the electron energy of the end
the microbial electron transfer chain. The synergistic interaction between microorganism and semiconducting minerals enhanced
the reduction efficiency of pollutants such as Cr(VI). The proposed interactive pathway would be expected as an alternative
eftective technology for future wastewater treatment
Key words: semiconducting mineral; solar energy; mineral-micoorganism interaction photocatalysis
Correspondingauthor:LuAnhuai,Professor.E-mail:ahlu@pku.edu.cn
2004;谢树成等,2006;鲁安怀,2007;董海良
等,2009)。目前,有关矿物和微生物的交互作
矿物和微生物之间的交互作用是地球表层系用研究主要包括微生物形成矿物、微生物分解矿
统关键带中广泛发生且形式多样的一-种生物地质物、微生物转化矿物以及微生物和矿物协同作
作用( Ehrlich,1996;连宾,199;谢先德和张用。而特定矿物和特定微生物之问的具体交互
刚生,2001;殷鸿福等,2004;陈骏和姚素平,作用方式主要取决于矿物的种类、微生物的代
收稿日期:2010-01-07:修回日期:2011-02-18
基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(973项日)(2007CB815602)
作者简介:李艳,1982年生,女,讲师,研究方向:环境矿物学;E-mail:liyan-pku@pku.eh.cn
*通讯作者:鲁安怀,教授,博士生导师,主要从事环境矿物学教学和研究:;E-mail:ahlu@pku.edu.cn