【摘 要】
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细菌在矿物面的吸附是生物氧化中的关键步骤之一,细菌主要借助EPS层在矿物表面吸附,本文研究EPS层中两种关键物质(葡萄糖、葡萄糖酸)在主要载金矿物(黄铁矿、毒砂)表面的吸附行为,为研究EPS在矿物表面吸附和细菌在矿物表面的吸附规律提供理论基础。
本文主要通过密度泛函理论计算、分子动力学计算、吸附实验和电化学实验来研究四种吸附组合的吸附行为。结果显示,密度泛函理论计算可知:在葡萄糖、葡萄糖酸与黄铁矿、毒砂晶体相接触时,有部分电子从黄铁矿、毒砂晶体转移到葡萄糖、葡萄糖酸分子上;葡萄糖以醛基端吸附于黄
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细菌在矿物面的吸附是生物氧化中的关键步骤之一,细菌主要借助EPS层在矿物表面吸附,本文研究EPS层中两种关键物质(葡萄糖、葡萄糖酸)在主要载金矿物(黄铁矿、毒砂)表面的吸附行为,为研究EPS在矿物表面吸附和细菌在矿物表面的吸附规律提供理论基础。
本文主要通过密度泛函理论计算、分子动力学计算、吸附实验和电化学实验来研究四种吸附组合的吸附行为。结果显示,密度泛函理论计算可知:在葡萄糖、葡萄糖酸与黄铁矿、毒砂晶体相接触时,有部分电子从黄铁矿、毒砂晶体转移到葡萄糖、葡萄糖酸分子上;葡萄糖以醛基端吸附于黄铁矿、毒砂表面,葡萄糖酸以羧基端吸附于黄铁矿、毒砂表面。
黄铁矿/葡萄糖、毒砂/葡萄糖、黄铁矿/葡萄糖酸、毒砂/葡萄糖酸四种吸附组合电子转移能力强弱顺序为:黄铁矿/葡萄糖>毒砂/葡萄糖>黄铁矿/葡萄糖酸>毒砂/葡萄糖酸。分子动力学计算可知:葡萄糖、葡萄糖酸吸附于黄铁矿表面时,吸附构型呈三明治结构,三明治的中间层分别是水分子和葡萄糖酸分子;葡萄糖、葡萄糖酸在毒砂表面吸附不稳定,有脱附趋势。吸附等温线显示黄铁矿/葡萄糖吸附构型为双分子层吸附,毒砂/葡萄糖、黄铁矿/葡萄糖酸、毒砂/葡萄糖酸吸附构型为单分子层吸附。实验所得四种吸附组合的吸附构型和分子动力学所得的吸附构型一致,饱和吸附量大小与吸附能力强弱一致,四种吸附组合的饱和表面覆盖率顺序为:黄铁矿/葡萄糖酸>毒砂/葡萄糖>黄铁矿/葡萄糖>毒砂/葡萄糖酸。
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