磁性复合除藻剂及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种磁性复合除藻剂及其使用方法，将吸附剂均匀分散在水中江置于水浴反应罐，将FeCl

Magnetic composite algae removing agent and using method thereof

The invention relates to a magnetic composite algae removing agent and a method for using the same. The adsorbent is evenly dispersed in the water and the river is placed in a water bath reaction tank and the FeCl is used

【技术实现步骤摘要】
磁性复合除藻剂及其使用方法
本专利技术涉及一种磁性复合除藻剂及其使用方法，属于水污染治理

技术介绍
随着城镇化和工业化进程的发展，人类将大量生活污水和工业废水排入到河流和湖泊，导致水体自净能力弱，造成水体富营养化，影响了用水安全和生活环境。其中藻类爆发会使水中氧气耗尽导致鱼类死亡，有些藻类释放的毒素会毒害生物，比如蓝藻中的微囊藻会释放微囊藻毒素，是高毒性的，对水生生物和人类都有危害。因此如何快速有效的处理藻类，是治理水污染的迫切需要。目前治理水中的藻类，常采用人工清除，费时费力，处理效率低。还有些处理方法是向水体中撒药剂，使藻类死亡或沉淀。如CN102249369A公开的以浮石为载体可浮于水面的蓝藻清除剂，浮石外面包裹TiO2柱撑蒙脱石光催化剂，药剂在水面上通过吸附和光催化协调作用降解蓝藻，具有清除蓝藻效率高，见效快，无二次污染的优点，但是收集需要靠打捞，操作不便。CN103030203A公开的复合型无机高分子稳定除藻剂的制备与除藻方法，是在磁粉上接枝丙烯酸形成絮凝体，再与凹凸棒土及活性炭复合，最终与氯化铝铁和壳聚糖混合成除藻剂，利用吸附作用吸附藻类，再用磁铁回收除藻剂，但该技术方案只具有吸附作用，而不能降解藻类毒素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磁性复合除藻剂及其使用方法，能高效的吸附絮凝藻类及水中的氮磷等污染物，还可以通过光催化作用降解藻类释放的毒素，通过外磁场的作用将藻类移出水体，提高藻类的处理效率。本专利技术为达到上述目的的技术方案是：一种磁性复合除藻剂，其特征在于：包括固相的磁性纳米材料、用于吸附藻类多孔材料的吸附剂和用于降解藻类及藻类毒素的光催化剂，所述的磁性纳米材料为四氧化三铁纳米粒子，所述的吸附剂为蒙脱石、凹凸棒土、介孔碳中的一种或两种以上混合，所述的光催化剂为纳米级的二氧化钛、钨酸铋或铁酸铋中的其中之一；先将吸附剂均匀分散在水中然后置于水浴反应罐，通入氮气保护，再将FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O以摩尔比2:1的量投入到水浴反应罐中，将吸附剂与磁性纳米材料的投料质量比控制在1:0.4-1.4，快速搅拌，水浴温度控制在60℃-90℃，搅拌15-30min后加入质量分数为30％的氨水，将溶液的PH值控制在11-13，继续反应2-4h，洗涤去除未组装的磁性纳米材料和吸附剂，制得到磁性纳米材料负载有吸附剂的复合磁性吸附剂；将制得的复合磁性吸附剂与光催化剂前驱液一起加入到水热反应釜中，将复合磁性吸附剂与光催化剂的投料质量比控制在1:1-3，所述的光催化剂前驱液为二氧化钛前驱液或钨酸铋前驱液或铁酸铋前驱液，用水热法在160℃-220℃、反应10-24h，在复合磁性吸附剂上负载有光催化剂，反应完成后冷却至室温，经洗涤、磁分离，在60-80℃烘箱中烘干，将吸附剂和光催化剂负载在磁性纳米材料上，得到磁性复合除藻剂。其中：所述的二氧化钛前驱液、钨酸铋前驱液及铁酸铋前驱液由溶胶凝胶法制得。所述的氧化钛前驱液包括TiCl4原料，按质量分数比，将1：1的TiCl4加入水中制成透明溶胶，再加入浓硫酸，将透明溶胶的PH值控制在1-3，制得二氧化钛前驱液。所述的钨酸铋前驱液包括Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O，且Bi(NO3)3·5H2O与Na2WO4·2H2O的摩尔比为2:1，将Bi(NO3)3·5H2O及Na2WO4·2H2O分别溶于乙二醇溶剂中，再将两者混合搅拌均匀，制得钨酸铋前驱液。所述的铁酸铋前驱液包括Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O，且Bi(NO3)3·5H2O与Fe(NO3)3·9H2O的摩尔比为1:1，将Bi(NO3)3·5H2O及Fe(NO3)3·9H2O分别溶于乙二加醚溶剂中，再将两者混合搅拌均匀，加入冰醋酸继续搅拌制得铁酸铋前驱液，其中，冰醋酸与乙二甲醚的体积比为1:2-6。本专利技术的磁性复合除藻剂的使用方法，其特征在于：将磁性复合除藻剂按照0.8-1.5g/L的投药量加入到含藻类的富营养化水中，搅拌1-10分钟，静置5-10分钟，再用磁铁将藻类絮凝体移出水面。本专利技术采用了固相的磁性纳米材料载体，而能吸附藻类多孔材料的吸附剂和用能降解藻类及藻类毒素的光催化剂负载在磁性纳米材料上，本专利技术采用了多孔材料的蒙脱石、凹凸棒土或介孔碳作为吸附剂，使吸附剂无毒无害、比表面积大及化学性质稳定的优点，使吸附剂具有良好的吸附性能，能吸附水体中的蓝藻。本专利技术采用纳米级的二氧化钛、钨酸铋或铁酸铋作为光催化剂，使光催化剂具有光催化效率高、无毒性、化学稳定性好等特点，降解藻类及藻类毒素，弥补了吸附剂对水体中的蓝藻清除效率低，且不能降解蓝藻毒素的缺陷，同时将光催化剂负载在磁性纳米材料上，也解决了因纳米光催化剂粒径小，反应后容易流失的问题。本专利技术先将吸附剂与FeCl3·6H2O及FeCl2·4H2O进行反应，制得到磁性纳米材料负载有吸附剂的复合磁性吸附剂，再将制得的复合磁性吸附剂与光催化剂前驱液进行反应，在复合磁性吸附剂上负载上光催化剂。本专利技术通过特定的投料质量比制作的磁性复合除藻剂具有较好的化学稳定性，使除藻剂即能高效的吸附絮凝藻类及水中的氮磷等污染物，而能提高水中的透明度，净化水质，又能在光催化作用下降解藻类释放的毒素，降解水中污染物及藻类毒素，在外加磁场的作用下，能快速富集藻类，解决了藻类难打捞的问题，能实现快速、安全、无二次污染对水中的藻类进行治理。具体实施方式本专利技术的一种磁性复合除藻剂，包括固相的磁性纳米材料、用于吸附藻类多孔材料的吸附剂和用于降解藻类及藻类毒素的光催化剂，本专利技术的磁性纳米材料为四氧化三铁纳米粒子，通过四氧化三铁纳米粒子作为载体而负载吸附剂和光催化剂。本专利技术的吸附剂为蒙脱石、凹凸棒土、介孔碳中的一种或两种以上混合，光催化剂为纳米级的二氧化钛、钨酸铋或铁酸铋中的其中之一。先将吸附剂均匀分散在水中然后置于水浴反应罐，可采用去离子水或蒸留水等，通入氮气保护，再将FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O以摩尔比2:1的量投入到水浴反应罐中，将吸附剂与磁性纳米材料的投料质量比控制在1:0.4-1.4，快速搅拌，水浴温度控制在60℃-90℃，搅拌15-30min后加入质量分数为30％的氨水，将溶液的PH值控制在11-13，继续反应2-4h，洗涤去除未组装的磁性纳米材料和吸附剂，得到磁性纳米材料负载吸附剂的复合磁性吸附剂。将制得的复合磁性吸附剂与光催化剂前驱液一起加入到水热反应釜中，将复合磁性吸附剂与光催化剂的投料质量比控制在1:1-3，本专利技术的光催化剂前驱液为二氧化钛前驱液或钨酸铋前驱液或铁酸铋前驱液，本专利技术的二氧化钛前驱液、钨酸铋前驱液及铁酸铋前驱液由溶胶凝胶法制得，用水热法在160℃-220℃、反应10-24h，在复合磁性吸附剂上负载有光催化剂，反应完成后冷却至室温，经洗涤、磁分离，在60-80℃烘箱中烘干，将吸附剂和光催化剂负载在磁性纳米材料上，得到磁性复合除藻剂。本专利技术的磁性复合除藻剂，在分步合成过程中，将吸附剂与磁性纳米材料的投料质量比控制在1:0.4-1.4，并控制复合磁性吸附剂与光催化剂的投料质量比在1:1-3，通过特定的投料比例，能使本专利技术的除藻剂具有较好的化学稳定性，能高效清除蓝藻，降解蓝藻毒素，在外加磁场作用下易回收利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性复合除藻剂，其特征在于：包括固相的磁性纳米材料、用于吸附藻类多孔材料的吸附剂和用于降解藻类及藻类毒素的光催化剂，所述的磁性纳米材料为四氧化三铁纳米粒子，所述的吸附剂为蒙脱石、凹凸棒土、介孔碳中的一种或两种以上混合，所述的光催化剂为纳米级的二氧化钛、钨酸铋或铁酸铋中的其中之一；先将吸附剂均匀分散在水中然后置于水浴反应罐，通入氮气保护，再将FeCl

【技术特征摘要】
1.一种磁性复合除藻剂，其特征在于：包括固相的磁性纳米材料、用于吸附藻类多孔材料的吸附剂和用于降解藻类及藻类毒素的光催化剂，所述的磁性纳米材料为四氧化三铁纳米粒子，所述的吸附剂为蒙脱石、凹凸棒土、介孔碳中的一种或两种以上混合，所述的光催化剂为纳米级的二氧化钛、钨酸铋或铁酸铋中的其中之一；先将吸附剂均匀分散在水中然后置于水浴反应罐，通入氮气保护，再将FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O以摩尔比2:1的量投入到水浴反应罐中，将吸附剂与磁性纳米材料的投料质量比控制在1:0.4-1.4，快速搅拌，水浴温度控制在60℃-90℃，搅拌15-30min后加入质量分数为30％的氨水，将溶液的PH值控制在11-13，继续反应2-4h，洗涤去除未组装的磁性纳米材料和吸附剂，制得到磁性纳米材料负载有吸附剂的复合磁性吸附剂；将制得的复合磁性吸附剂与光催化剂前驱液一起加入到水热反应釜中，将复合磁性吸附剂与光催化剂的投料质量比控制在1:1-3，所述的光催化剂前驱液为二氧化钛前驱液或钨酸铋前驱液或铁酸铋前驱液，用水热法在160℃-220℃、反应10-24h，在复合磁性吸附剂上负载有光催化剂，反应完成后冷却至室温，经洗涤、磁分离，在60-80℃烘箱中烘干，将吸附剂和光催化剂负载在磁性纳米材料上，得到磁性复合除藻剂。2.根据权利要求1所述磁性复合除藻剂，其特征在于：所述的二氧化钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹贞，宋丽霞，李月中，浦燕新，王洪庆，凌婷，廖书林，华建敏，
申请(专利权)人：江苏维尔利环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32