【科研动态】华中科技大学华中科技大学生命学院闫云君教授团队在微生物广谱高效吸附稀土元素技术方...

　　

2022年07月12日，华中科技大学生命科学与技术学院闫云君教授团队在国际权威期刊Journal of Hazardous Materials上发表题为“Broad-spectrum and effective rare earth enriching via Lanmodulin-displayed Yarrowia lipolytica”的研究论文。

稀土元素素有工业“黄金”之称，被广泛用于军事、冶金、石化、玻璃、陶瓷、农业等领域，是国家高新技术发展的重要原材料，是关系国家安全和创新发展的最重要战略资源之一。目前，稀土开采过程中产生了大量富含稀土离子的废水，带来了严重的资源浪费和环境污染问题。

本研究首次成功将一种新型稀土结合蛋白Lanmodulin展示在真菌解脂耶氏酵母的细胞表面，构建了广谱高效的稀土吸附剂（LanM-displayed Y. lipolytica）（图1）。该吸附剂对稀土元素的吸附量最高可达49.83 mg Yb /g DCW, 50.38 mg Tm /g DCW, 49.94 mg Er /g DCW和48.72 mg Tb/g DCW，且对各类稀土元素均具有很高的选择性。此外，该吸附剂可耐受酸性环境（pH=3.0，图2），具有很强的环境适应性，可用于酸性冶矿废水处理以实现稀土元素的回收利用。本研究进一步探讨了该吸附剂的吸附动力学及等温吸附模型特征，发现其吸附规律符合第一动力学方程和Langmuir等温吸附方程。基于FTIR和SEM-EDS分析，发现与稀土元素作用的基团主要为磷酸和羧酸基团， LanM通过引入更多对稀土元素具有高选择性的结合位点增强了吸附性能。

闫云君教授团队致力于研发生态环保、工艺简单高效的稀土富集回收新技术，取得了一系列有影响力的成果，2021年成功构建了集感应-吸附-便利回收稀土元素功能于一体的“细胞工厂”（ Xie et al., J. HAZARD. MATER. 424 (2022) 127642），本研究在此基础上进一步推动了对稀土元素绿色环保、广谱高效和低成本的生物冶炼技术的进步。

                            

                        

图1 本研究的技术路线

图2 在酸性环境下吸附剂对稀土元素和非稀土元素的去除率比较。（A）：对照菌（B）本研究中的工程菌

华中科技大学生命科学与技术学院的闫云君教授和阎金勇副教授为论文通讯作者，解晓慢博士后为论文第一作者。本研究得到国家自然科学基金、华中科技大学自主创新基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129561