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细菌可以将有毒的硫酸铜离子转化为可用的金属铜

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2021年5月13日

尽管铜是最常用的金属之一,但将其提取和提炼成有用形式的过程却消耗大量能源,并且需要进行严格的化学处理。作为解决方案,休斯顿大学的一组研究人员分离出了一种在铜矿中发现的细菌,该细菌可以将有毒的硫酸铜离子转化为可用的金属铜。

研究小组在巴西的一个矿山中发现了该芽孢杆菌物种,并发现该芽孢杆菌能够通过将有毒的硫酸铜离子转化为稳定的单原子形式(称为零价铜)而生存。发生此过程的原因是细菌旨在为其自身创造一个毒性较小的环境,进而产生一种有益于人类使用的金属铜。在通常的工业过程对环境造成严重影响的情况下,这可能使矿山可持续地从废物流中提取有价值的材料。

研究小组认为,利用细菌将有毒的硫酸铜离子转化为有用的金属铜可能最终变得更安全,更有效。因此研究的下一步是研究该工艺在工业上的可扩展性,并开始从细菌中收获铜。

将铜矿转化为金属铜的过程会产生许多危险气体,并需要有毒的溶剂,这对环境不利。休斯敦大学团队的研究结果最终可以创建一个对环境更安全,更高效的过程。此外,这也可能导致发现其他可能具有类似功能的细菌。

(Cuprum)是一种金属元素,也是一种过渡元素,化学符号Cu,英文copper,原子序数29。纯铜是柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,单质呈紫红色。延展性好,导热性和导电性高,因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料,也可用作建筑材料,可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异,电阻率很低,其中最重要的数青铜和黄铜。此外,铜也是耐用的金属,可以多次回收而无损其机械性能。

二价铜盐是最常见的铜化合物,其水合离子常呈蓝色,而氯做配体则显绿色,是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源,历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿(碱式碳酸铜)。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。

铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿,铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01%,在个别铜矿床中,铜的含量可以达到3%~5%。自然界中的铜,多数以化合物即铜矿石存在。

铜的活动性较弱,铁单质与硫酸铜反应可以置换出铜单质。铜单质不溶于非氧化性酸。