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中文摘要：
选择具有不同功能基团和分子结构的有机物如多糖和蛋白质等有机大分子，特别是微生物代谢的多糖有机质，分别与铁盐组成常压常温下水溶液铁的生物矿化模拟实验系统。通过多糖/蛋白质-氢氧化铁体系中有机模板和半透膜扩散反应，模拟研究生物有机基质中氢氧化铁胶体晶化为纳米针铁矿α-FeOOH、正方纤铁矿β- FeOOH和纤铁矿γ- FeOOH的结晶化学与形成机制。采用显微分析和多种谱学手段系统研究有机模板与矿化纳米针铁矿界面的显微形态与结构以及有机分子- - 铁矿物的界面化学作用。并通过与天然铁细菌矿化的纳米针铁矿的矿物学对比研究，了解和推断铁细菌有机质在FeOOH矿化与针铁矿纳米结构自组装过程中的有机分子调制作用机理。这对于深入了解环境中矿物-有机质-微生物的相互作用，尤其是它们的界面化学作用具有重要的理论意义；也为进一步开展铁的生物矿化材料在环境污染修复中的应用提供理论借鉴。
结论摘要：
环境纳米技术强调了解在自然界发生物理/化学多样性的广大环境下的纳米结构的分布、组成、起源和行为，而作为环境纳米科学中的纳米结构的生物矿化研究是近年来多学科交叉研究的热点。目前对不同环境条件下铁的（氧）氢氧化物类矿物生物矿化机制研究尚亟待深入，而对这类铁矿化物的生态环境效应的研究则更为缺乏。课题主要研究了在中性水溶液反应体系中，通过所选球衣菌生物矿化和多糖体系有机模板化学合成模拟实验，重点研究了铁细菌细胞代谢有机质和生物多糖在FeOOH矿化与纳米结构自组装过程中的有机分子的诱导与控制作用，探讨了有机质存在时水溶液中氢氧化铁胶体晶化（转变为针铁矿或四方纤铁矿）的化学与生物化学作用及形成条件。对有机分子调制作用下氢氧化铁胶体的早期结晶相变行为提出了新的认识。在此基础上，进一步采用铁细菌生物矿化产物、有机分子诱导矿化自组装合成和纯化学合成的氧氢氧化铁进行处理重金属废水和偶氮染料有机污染物的对比研究。揭示了生物矿化纳米FeOOH表面吸附－催化氧化作用的协同作用机制。
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