Precipitation of gold by the reaction of aqueous gold(III) chloride with cyanobacteria at 25-80 °C — Studied by X-ray absorption spectroscopy

摘要

The mechanisms of gold precipitation by the interaction of cyanobacteria (Plectonema boryanum UTEX 485) and gold(III) chloride aqueous solutions (7.6 mmol/L final gold) have been studied at 25, 60, and 80 °C, using both laboratory and real-time synchrotron radiation absorption spectroscopy experiments. Addition of aqueous gold(III) chloride to the cyanobacterial culture initially promoted the precipitation of amorphous gold(I) sulfide at the cell walls and finally caused the formation of octahedral (111) platelets (<1 to 6 µm) of gold metal near cell surfaces and in solutions. X-ray absorption spectroscopy results confirmed that the reduction mechanism of gold(III) chloride to elemental gold by cyanobacteria involves the formation of an intermediate Au(I) species, gold(I) sulfide, with sulfur originating from cyanobacterial proteins, presumably cysteine or methionine. Although the bioreduction of gold(III) chloride to gold(I) sulfide was relatively rapid at all temperatures, the reaction rate increased with the increase in temperature. At the completion of the experiments, elemental gold was the major species present at all temperatures.Key words: gold, X-ray absorption spectroscopy (XAS), cyanobacteria, transmission electron microscopy (TEM), precipitation, biosynthesis.Opérant à 25, 60 et 80 °C et faisant appel à des expériences tant de laboratoire que de spectroscopie d'absorption de rayonnement d'un synchrotron en temps réel, on a étudié les mécanismes de précipitation de l'or par l'interaction de la cyanobactérie (Plectonema boryanum UTEX 485) et de solutions (7,6 mmol/L finale d'or) aqueuses de chlorure d'or(III). L'addition de la solution aqueuse de chlorure d'or(III) à la culture cyanobactérienne provoque initialement une précipitation de sulfure d'or(I) amorphe sur les surfaces de la cellule et ultérieurement la formation de plaquettes (<1 à 6 µm) octaédriques (111) d'or métallique près des surfaces de la cellule et dans les solutions. Les résultas de la spectroscopie d'absorption de rayons X confirment que le mécanisme de réduction du chlorure d'or(III) en or élémentaire par la cyanobactérie implique la formation d'une espèce intermédiaire Au(I), le sulfure d'or(I), dans lequel le soufre provient de la cystéine ou de la méthionine des protéines de la cyanobactérie. Même si la bioréduction du chlorure d'or(III) en sulfure d'or(I) se fait relativement rapidement à toutes les températures, la vitesse de réaction augmente avec une augmentation de la température. Quelle que soit la température, à la fin des expériences, l'or élémentaire est l'espèce principale.Mots-clés : or, spectroscopie d'absorption des rayons X (SAX), cyanobactérie, microscopie électronique en transmission (MET), précipitation, biosynthèse.[Traduit par la Rédaction]