基于微生物还原法的Au/菌体催化剂制备过程的基础研究

纳米金催化剂的制备、应用及其催化本质的探索已成为当代催化科学中最为活跃的前沿课题之一。本项目利用微生物非酶还原法，将微生物还原所得的金纳米颗粒直接负载于菌体上，并通过对菌体表面特性和负载于菌体上金纳米颗粒的表征以及Au/菌体催化性能的评价，探索Au/菌体催化剂制备过程的基本科学问题，包括金纳米颗粒与菌体表面微观结构之间的相互作用规律，菌体细胞表面组成和结构对金纳米颗粒催化性能的影响规律等，为建立基于微生物非酶还原制备Au/菌体催化剂的方法提供必要的理论基础，并拓展Au/菌体催化剂的应用。本项目将生物技术、纳米技术和催化剂工程结合起来，提出了一种负载型金催化剂的新制备方法，利用菌体细胞取代传统无机载体来负载金催化剂，具有明显的创新性。本项目预期的理论成果可丰富金催化剂领域的相关知识，由此获得的Au/菌体催化剂将在污染物的转化等方面将具有广阔的应用前景。

本研究利用微生物非酶还原法，将微生物还原所得的金纳米颗粒直接负载于菌体上，并通过对菌体表面特性和负载于菌体上金纳米颗粒的表征以及Au/菌体催化性能的评价，探索Au/菌体催化剂制备过程的基本科学问题，包括金纳米颗粒与菌体表面微观结构之间的相互作用规律，菌体细胞表面组成和结构对金纳米颗粒催化性能的影响规律等。通过本项目的研究，初步掌握了金与不同菌体之间的相互作用机制，获得了不同菌体表面纳米金形貌和粒径的调控规律，并关联了催化剂载体、制备方法与其催化性能的关系。此外，还利用菌体与表面活性剂之间的协同作用制备了一系列不同形貌的金纳米材料，拓展了其在表面增强拉曼效应散射方面的应用。该研究结果将为金纳米催化剂的制备提供新的思路，也将丰富关于金催化剂制备与使用的理论并拓展金催化剂的应用，可望推动生物技术、纳米技术与催化剂工程的交叉发展。