
技术摘要:
本发明涉及一种光催化活性除藻剂、制备方法及除藻方法,属于除藻剂技术领域,解决了现有除藻剂成本高、环境二次污染的技术问题。本发明的光催化活性除藻剂,包括氧化石墨烯与去离子水,氧化石墨烯在去离子水中的质量浓度为0.1%~1.6%,氧化石墨烯为单层或少层结构的 全部
背景技术:
水资源是人类赖以生存的基本条件,也是国民经济和社会发展的重要自然资源。 水体富营养化并由此引发的藻华已经成为当前水环境保护中的重要研究内容也是环境治 理的难点之一,急需创新技术的突破。富营养化水体藻华的危害不仅在于它可以引发其他 生物大量死亡以及水体恶臭,某些藻类更可以产生藻毒素更是对人类健康具有较大危害。 目前涉及藻类的水华治理主要有物理、化学、生物三种方法,但是这三种方法的使 用和有效率仍十分有限。物理方法主要是利用打捞或分离设备对特定区域内引起水华的藻 类进行机械分离,该方法对水体面积的限定较大而且操作实施效率较低,无法从根本上阻 断藻类的繁殖;化学法主要通过投放絮凝剂和化学药品达到化学杀藻的目的,虽然能够快 速杀藻,但同时可能对水体带来毒副作用;生物法主要通过放养滤食性鱼类捕食藻类或水 生植物建立新的生态平衡系统,但往往起效周期长,效率较低。 氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官 能团。目前技术中,有利用CuSO4或CdCl2除藻剂和氧化石墨烯复合除藻;利用海藻酸钠和氧 化石墨烯的复合水凝胶球除藻剂进行除藻;或者将氧化石墨烯/季胺化聚乙烯亚胺钠米复 合材料应用于除藻。在这些应用氧化石墨烯的现有技术中,除了使用氧化石墨烯外,还引入 了外源性物质,会造成成本高、环境二次污染等问题。
技术实现要素:
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种光催化活性除藻剂、制备方法及除藻方法, 至少能够解决以下技术问题之一:(1)现有的除藻剂需要添加外源性物质、成本高;(2)易造 成环境二次污染。 本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的: 本发明提供了一种光催化活性除藻剂,包括氧化石墨烯与去离子水,氧化石墨烯 在去离子水中的质量浓度为0.1%~1.6%;氧化石墨烯为单层或少层结构的氧化石墨烯粉 末。 在一种可能的设计中,氧化石墨烯在二维空间延伸的基面上具有含氧官能团,C/O 原子比n(C):n(O)=2.5~6.5:1。 在一种可能的设计中,单层或少层结构的氧化石墨烯粉末,少层为大于1层且小于 等于10层。 本发明还公开了一种光催化活性除藻剂的制备方法,用于制备上述光催化活性除 藻剂,包括以下步骤: 步骤一:将氧化石墨烯溶解于去离子水中,得到混和溶液,氧化石墨烯在去离子水 3 CN 111569854 A 说 明 书 2/7 页 中的质量浓度为0.1%~1.6%; 步骤二:将混合溶液超声分散,制得氧化石墨烯分散液; 步骤三:对氧化石墨烯分散液进行透析,透析后的回收液即为光催化活性除藻剂。 在一种可能的设计中,超声分散的超声频率为1000~20000Hz。 在一种可能的设计中,超声分散的超声时间为1~10h。 在一种可能的设计中,超声分散采用的设备外接低温恒温槽,控制分散体系温度 低于50℃。 本发明还公开了一种光催化活性除藻方法,采用上述光催化活性除藻剂,包括以 下步骤: S1:制备光催化活性除藻剂; S2:将光催化活性除藻剂加入水体中,得到混合溶液,混合溶液中除藻剂的浓度为 0.1~10ppm; S3:对S2中获得的混合溶液进行光照。 在一种可能的设计中,光照为自然光照或人工光源照射。 在一种可能的设计中,人工光源的光照强度为1000~100000Lux。 与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果之一: (1)本发明的光催化活性除藻剂没有引入外源性溶剂即可有效抑制藻类的生长, 除藻剂与藻类作用能够使藻体细胞壁萎缩、塌陷、破裂,藻胆蛋白量和叶绿素含量降低,从 而使藻细胞形态学完整性受到破坏,促进藻类死亡。 (2)本发明的光催化活性除藻剂功能持久,高效迅速,无其他化学试剂添加,无溶 剂残留,不会对自然水体环境造成污染,是一种环境友好型绿色除藻剂。 (3)本发明的光催化活性除藻剂通过采用单层或少层结构的氧化石墨烯粉末,且 少层为大于1层,小于等于10层,由于氧化程度高,具有可见光光催化的能力,在可见光光照 条件下除藻效果更好。这些特性使氧化石墨烯抑杀藻类,降低水中总磷和氨氮,从而在水体 中显现出对藻华水体污染控制的能力。 本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本 发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而 易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所 特别指出的内容中来实现和获得。 附图说明 附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图 中,相同的参考符号表示相同的部件。 图1为氧化石墨烯拉曼光谱图; 图2为原始藻类扫描电镜图; 图3为加入光催化活性除藻剂后的藻类扫描电镜图。