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母乳低聚糖的生物合成进展研究

中国食品学报 2024年

作者：刘雯娴彭晶程海娜陈祝王玉光周洪波中南大学资源加工与生物工程学院中南大学生物冶金教育部重点实验室

母乳低聚糖是母乳中最重要的成分之一，具有调节免疫，促进大脑发育等重要功能，在婴幼儿营养和医用营养领域拥有巨大的市场价值。快速增长的市场需求对母乳低聚糖的供应提出了新要求，母乳低聚糖的生产新方式应运而生。生物合成法重塑... 详细信息

母乳低聚糖是母乳中最重要的成分之一，具有调节免疫，促进大脑发育等重要功能，在婴幼儿营养和医用营养领域拥有巨大的市场价值。快速增长的市场需求对母乳低聚糖的供应提出了新要求，母乳低聚糖的生产新方式应运而生。生物合成法重塑了母乳低聚糖的生产过程，同时也给整个行业带来了全新的机遇和挑战。本文首先介绍了母乳低聚糖的基本性质和市场应用，然后重点聚焦于母乳低聚糖的生物合成的研究进展，深入讨论了化学酶法和微生物细胞工厂在母乳低聚糖合成中的关键技术、优势和不足。最后，对母乳低聚糖的未来进行展望。

关键词：生物制造化学酶法细胞工厂母乳低聚糖

嗜酸氧化亚铁硫杆菌作用下含黄铁矿废石的生物溶解和动力学

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2342-2353页

作者：洪茂鑫王军杨宝军刘洋廖甤于世超刘仕统汤安妮王炜邱冠周中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学生物冶金教育部重点实验室长沙410083 生态环境部华南环境科学研究所广州510655

使用生物淋洗处理黄铁矿废石,从源头上缓解其产生酸性矿山废水(AMD)的风险。生物淋洗结果显示,在嗜酸氧化亚铁硫杆菌(***)的作用下,40天内可以从黄铁矿废石中去除近82%的铁和硫。动力学研究结果表明,废石中黄铁矿的去除主要受化学反应... 详细信息

使用生物淋洗处理黄铁矿废石,从源头上缓解其产生酸性矿山废水(AMD)的风险。生物淋洗结果显示,在嗜酸氧化亚铁硫杆菌(***)的作用下,40天内可以从黄铁矿废石中去除近82%的铁和硫。动力学研究结果表明,废石中黄铁矿的去除主要受化学反应和内扩散控制。X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,在***细菌介导下,生物源黄钾铁矾能够钝化废石中残余的黄铁矿。对渣样进行二次生物浸出,试验发现溶液pH没有明显下降,且仅有8 mg/L和160mg/L的铁从两个黄铁矿废石渣样中溶出,表明渣样的酸和铁释放能力得到削弱。

关键词：酸性矿山废水黄铁矿生物浸出矿山废弃物黄钾铁矾生物钝化

矿物高值化利用现状及其固体废物回收利用展望

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1667-1689页

作者：黄俊楠孟迪尹萍赵伟渲胡文吉豪中南大学冶金与环境学院长沙410083 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

根据组成成分,固体废物中密度大的矿物类固体废物的高值化利用具有可实际应用的经济性和普适性,是实现可持续发展的关键。本文从矿物类固体废弃物原料出发,以煤矸石、粉煤灰、炉渣、废锂离子电池和硫酸矿渣等固体废物为来源,结合其固体... 详细信息

根据组成成分,固体废物中密度大的矿物类固体废物的高值化利用具有可实际应用的经济性和普适性,是实现可持续发展的关键。本文从矿物类固体废弃物原料出发,以煤矸石、粉煤灰、炉渣、废锂离子电池和硫酸矿渣等固体废物为来源,结合其固体废物中含有的矿物成分以及矿物本质特点,重点介绍了其中的黏土矿类、硫化矿类、氧化矿类以及我国战略性矿产资源石墨和萤石等典型矿物的物理化学特性,同时分析总结这些矿物在生物医药、光催化和膜材料等新兴领域的应用,为固体废物处理和高值化利用提供新的研究思路。

关键词：固体废物高值化利用黏土矿物硫化矿氧化矿

不同比例黄铁矿对嗜酸微生物-辉锑矿相互作用的影响研究

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生物学杂志 2024年第3期41卷 21-33页

作者：王艺蓉陈璐刘红昌周雨行聂珍媛陈宇新陈豪夏金兰中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学生物冶金教育部重点实验室长沙410083

针对辉锑矿(Sb_2S_3)的嗜酸微生物溶解过程,研究不同比例黄铁矿(FeS_2)对嗜酸微生物-辉锑矿相互作用的影响。结果表明,微生物群落门水平丰度最高的为变形菌门(Proteobacteria),是主要的锑耐受菌;属水平丰度最高的为嗜酸硫杆菌属(Acidith... 详细信息

针对辉锑矿(Sb_2S_3)的嗜酸微生物溶解过程,研究不同比例黄铁矿(FeS_2)对嗜酸微生物-辉锑矿相互作用的影响。结果表明,微生物群落门水平丰度最高的为变形菌门(Proteobacteria),是主要的锑耐受菌;属水平丰度最高的为嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus),是酸性矿山环境的代表性优势属。SEM-EDS结果表明,微生物作用体系中,Sb_2S_3∶FeS_2为1∶1和1∶2时,矿物残渣表面发现较多腐蚀坑及细微颗粒,且Sb_2S_3∶FeS_2为1∶1时矿物界面反应更强。XRD和XPS结果表明,FeS_2促进了嗜酸微生物对Sb_2S_3的氧化分解及硫的氧化。Tafel极化曲线和交流阻抗结果表明,Sb_2S_3∶FeS_2为1∶1时微生物作用体系腐蚀电流密度最大,电荷转移阻抗最小。结果对理解锑矿区锑的迁移转化和环境归趋,进一步促进锑污染治理技术的发展具有重要意义。

关键词：辉锑矿黄铁矿嗜酸微生物矿物-微生物相互作用微生物群落

黄色黏球菌/铜绿假单胞菌-离子型稀土矿相互作用比较研究

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生物学杂志 2024年第3期41卷 11-20,45页

作者：王梦园黄诗云刘红昌刘洋李京娜聂珍媛夏金兰王军中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学生物冶金教育部重点实验室长沙410083

以稀土矿区环境中常见的黄色黏球菌和铜绿假单胞菌为对象,比较研究这两种细菌及其发酵液与离子型稀土矿相互作用过程中的溶液行为;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和傅里叶红外光谱等手段分析作用前后细胞和矿物相的形... 详细信息

以稀土矿区环境中常见的黄色黏球菌和铜绿假单胞菌为对象,比较研究这两种细菌及其发酵液与离子型稀土矿相互作用过程中的溶液行为;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和傅里叶红外光谱等手段分析作用前后细胞和矿物相的形态、结构、稀土元素分布和官能团变化。结果表明,黄色黏球菌、铜绿假单胞菌对稀土矿物作用过程具有一定差异性,在溶浸稀土矿过程中,铜绿假单胞菌直接作用体系相比发酵液间接作用体系溶浸稀土离子效果更好,而黄色黏球菌直接作用体系弱于发酵液间接作用体系。此外,稀土矿物的存在可以促进黄色黏球菌脂质和蛋白组分的分泌,抑制其多糖组分的分泌,而对铜绿假单胞菌,稀土矿物的存在对脂质和蛋白组分分泌影响较小,但促进了多糖组分的分泌。

关键词：离子型稀土矿黄色黏球菌铜绿假单胞菌矿物表征微生物-矿物相互作用

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嗜酸铁氧化细菌生物矿化研究进展及其应用

生物学杂志 2024年第3期41卷 69-76页

作者：周祎王军刘洋杨宝军邬柏强李辉莹刘红昌于世超刘仕统廖蕤中南大学生物湿法冶金教育部重点实验室长沙410083 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

重点介绍嗜酸铁氧化细菌的胞内胞外矿化研究进展,概述嗜酸铁氧化细菌胞内矿化产物性质和影响矿化产物合成的因素,整理现阶段磁性纳米颗粒的合成机制;对嗜酸铁氧化细菌胞外矿化产物的合成原理和影响因素进行汇总;最后总结嗜酸铁氧化细菌... 详细信息

重点介绍嗜酸铁氧化细菌的胞内胞外矿化研究进展,概述嗜酸铁氧化细菌胞内矿化产物性质和影响矿化产物合成的因素,整理现阶段磁性纳米颗粒的合成机制;对嗜酸铁氧化细菌胞外矿化产物的合成原理和影响因素进行汇总;最后总结嗜酸铁氧化细菌矿化产物的应用前景,并指出当下磁性纳米颗粒研究的不足。针对研究现状提出未来依赖分子生物学解析胞内矿化机制并拓展其应用范围的新思路,该研究有望为进一步研究嗜酸铁氧化细菌胞内胞外矿化及其应用提供理论指导。

关键词：嗜酸铁氧化细菌胞内矿化胞外矿化黄钾铁矾施氏矿物磁小体

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铜基偏晶合金的研究现状

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 25-49页

作者：赵小军姜玉祥翟鹏远李峰诚李艳苗蔡圳阳钟琦孙洋洋肖来荣刘赛男中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083 中国兵器工业新技术推广研究所北京100089 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083

铜基偏晶合金(Cu-Co、Cu-Fe、Cu-Cr等)具有优异的电、磁、力学等特性,受到国内外材料科学领域学者的广泛关注。在制备过程中,铜基偏晶合金由于发生液相分离行为并形成严重的偏析组织现象,被称为不混溶合金。过去的研究主要集中于寻求使... 详细信息

铜基偏晶合金(Cu-Co、Cu-Fe、Cu-Cr等)具有优异的电、磁、力学等特性,受到国内外材料科学领域学者的广泛关注。在制备过程中,铜基偏晶合金由于发生液相分离行为并形成严重的偏析组织现象,被称为不混溶合金。过去的研究主要集中于寻求使铜基偏晶合金组织均匀的制备方法,然而近期研究表明,偏析组织异质结构的强度-韧性协同作用有利于提高材料的韧性,这为铜基偏晶合金的进一步发展提供了新思路。本文综述了目前国内外对铜基偏晶合金的液相分离和偏析组织形成机理的理论研究成果(包括液相分离组织结构演变、液相分离热力学以及第二相液滴形核生长动力学研究),归纳了目前主流的改善偏析组织方法(包括微合金化法、快速凝固法和激光成形法),阐述了铜基偏晶合金因液相分离特性产生的双相复合微观组织结构的强度-韧性协同作用,最后对铜基偏晶合金未来的研究发展方向进行了展望。

关键词：铜合金偏晶合金液相分离偏析组织强度-韧性协同作用

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生物冶金技术的研究现状及发展趋势

生物学杂志 2024年第3期41卷 1-10页

作者：杨宝军刘洋刘红昌李咏梅甘敏王军廖蕤章可朱振宇邱冠周中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学生物冶金教育部重点实验室长沙410083 南华大学资源环境与安全工程学院衡阳421001

低品位矿产资源的开发利用制约着全球绿色可持续发展,生物冶金技术是实现矿物加工和有色金属冶金领域绿色可持续发展的前沿性技术,同时在矿山重金属污染场地原位修复中发挥重要作用。综述了生物冶金技术的基本概念、微生物生理特征和作... 详细信息

低品位矿产资源的开发利用制约着全球绿色可持续发展,生物冶金技术是实现矿物加工和有色金属冶金领域绿色可持续发展的前沿性技术,同时在矿山重金属污染场地原位修复中发挥重要作用。综述了生物冶金技术的基本概念、微生物生理特征和作用机制,以及生物冶金在硫化铜矿浸出、难处理金矿氧化预处理、铀矿浸提、稀土提取等方面的应用和研究现状,提出未来应针对高效浸出微生物选育、生物浸出界面作用机制、高效节能装置和工程化技术等方面开展研究,并进一步拓展生物冶金技术研究及应用领域。

关键词：生物冶金铜矿金矿铀矿稀土

铁矿氧化球团低温还原粉化性能的影响因素评述

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工程科学学报 2024年第11期46卷 1978-1988页

作者：杨聪聪夏光辉朱德庆潘建郭正启李思唯中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学低碳与氢冶金研究中心长沙410083 中南大学金属资源开发利用碳减排教育部工程研究中心长沙410083

在高炉和气基竖炉工艺中,为使炉况良好,应保证上升还原气能快速且均匀地穿过料柱,而含铁炉料的低温还原粉化和还原膨胀是恶化料柱透气性的两大主要原因.本文主要综述了影响铁矿氧化球团低温还原粉化性能的因素,并在此基础上讨论了改善... 详细信息

在高炉和气基竖炉工艺中,为使炉况良好,应保证上升还原气能快速且均匀地穿过料柱,而含铁炉料的低温还原粉化和还原膨胀是恶化料柱透气性的两大主要原因.本文主要综述了影响铁矿氧化球团低温还原粉化性能的因素,并在此基础上讨论了改善球团矿低温还原粉化性能的主要措施.影响球团矿低温还原粉化性能的主要因素包括:球团矿的化学成分(碱度、SiO_(2)、MgO、Al_(2)O_(3)含量等)、物相组成、微观结构和碳沉积等.在实际生产中,可以通过优化球团矿成分(适当提高碱度或MgO含量等)和固结形式(发展部分液相固结)、调控球团矿孔隙结构(喷洒或涂层降低球团孔隙率)等来降低还原速率,减少还原过程产生的内应力,从而改善球团矿的低温还原粉化性能.

关键词：铁矿球团焙烧行为高炉气基竖炉低温还原粉化冶金性能