一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法，属于人工鱼礁制备技术领域。本发明专利技术以废弃钢丝纤维为原料，经改性处理得到改性钢丝纤维，将其和其他混凝土原料混合注膜制得鱼礁坯体，再在鱼礁坯体表面沉积一层羟基磷酸钙得到改性鱼礁坯体，在改性鱼礁坯体表面生长苔藓，最终制得生物亲和耐久型人工鱼礁，利用羧基和氨基以及硫氰化钾的螯合性在粗化后的钢丝纤维表面螯合附着，形成致密的金属螯合层，接着再用天然两亲性物质卵磷脂浸泡，避免钢丝纤维的锈蚀老化，提高了本发明专利技术鱼礁的耐久性，将表面沉积羟基磷酸钙的鱼礁和苔藓混合，使得鱼礁表面长满苔藓，具有极佳的生物亲和性以及耐久性，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法
本专利技术涉及一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法，属于人工鱼礁制备

技术介绍
随着海洋渔业的发展，人工鱼礁在海洋沿岸浅水区域得到广泛应用。人工鱼礁是以改善和修复海洋生态系统为目的向海中投放或布设的人为构造物的总称。人工鱼礁区或人工鱼礁场通常是将成千上百个人工鱼礁单体结合海区的环境与生物资源特点，通过规则的堆放或码放，形成具有一定规模体量的具有资源养护功能的人工鱼礁群。目前国内外已经广泛的开展人工鱼礁建设，进行近海海洋生物栖息地和渔场的修复，而且取得了较好的效果。目前普遍使用的人工鱼礁的建造材料，主要有以下几种：钢筋混凝土鱼礁、钢制鱼礁、木竹制鱼礁、工程塑料鱼礁、旧轮胎礁体、石料鱼礁、沉船鱼礁、旧车体鱼礁、玻璃钢鱼礁、陶管鱼礁、矿石鱼礁、砖瓦鱼礁、煤灰鱼礁等。但是上述这些现有技术的人工鱼礁都或多或少的存在一定的不足，比如：（1）钢筋混凝土人工鱼礁所采用的普通硅酸盐水泥pH值高，不利藻类附着和生长，且其碳排放量高，钢筋容易锈蚀，导致混凝土开裂。因此，一般普通钢筋混凝土鱼礁只有二十年左右寿命，寿命短；（2）旧轮胎鱼礁对水体有一定污染，寿命也极短，而钢制鱼礁会影响海底环境，因而被限制了使用；（3）现在的人工鱼礁投掷海底后，由于长时间的淤泥堆积，大部分都深陷海底，达不到高效率的聚鱼效果，并且无法回收循环利用。人工鱼礁场建设是海洋牧场建设的重要组分，如何在开阔海域建设高效、安全的人工鱼礁区，并总结为具有推广示范意义的建设模式，已成为当务之急。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前普通钢渣混凝土人工鱼礁，生物亲和性差，不利于藻类附着和生长，混凝土中的钢渣容易锈蚀，导致混凝土开裂，使用寿命短，耐久性差的缺陷，提供了一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取废弃钢丝纤维，将废弃钢丝纤维放入球磨机中，向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨处理1～2h，出料得到预处理钢丝纤维；（2）将上述预处理钢丝纤维和柠檬汁以及凤梨汁混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入瘤胃内容物以及硫氰化钾，密封发酵；（3）待上述发酵结束后，取出发酵产物过滤，分离得到滤渣，再将滤渣和质量分数为30%的卵磷脂溶液混合后放入超声振荡仪中，超声振荡处理后出料，过滤分离得到滤饼，即为改性钢丝纤维；（4）按重量份数计，称取40～50份普通硅酸盐水泥、15～20份沸石颗粒、15～20份上述改性钢丝纤维、10～12份鸡蛋壳和50～60份水放入混料机中混料10～15min得到自制混凝土浆料；（5）将上述自制混凝土浆料注入模具中，待其自然固化拆模，得到鱼礁坯体，将鱼礁坯体用质量分数为30%的双氧水浸泡10～12h，得到羟基化坯体，将五氧化二磷和质量分数为70%的乙醇溶液混合反应1～2h，得到反应液；（6）用上述反应液浸没鱼礁坯体，并用质量分数为30%的氨水调节pH至8～9，静置浸泡，浸泡结束后再加入反应液等体积的质量分数为30%的氯化钙溶液，继续搅拌反应20～24h，反应结束后，得到表面改性坯体；（7）收集背托苔、镰刀藓和细叶泥炭藓混合后放入组织粉碎机，粉碎15～20min得到苔藓混合物，用苔藓混合后将上述表面改性坯体掩盖，放置在温度为20～25℃，空气相对湿度为60～70%的环境下静置培养15～20天，培养结束后用水冲洗3～5遍后即得生物亲和耐久型人工鱼礁。步骤（1）中所述的废弃钢丝纤维的长度为5～8mm，直径为1～2mm，废弃钢丝纤维和氧化锆球磨珠的质量比为1:20。步骤（2）中所述的预处理钢丝纤维和柠檬汁以及凤梨汁的质量比为1:2:1，瘤胃内容物的加入量为预处理钢丝质量的10%，硫氰化钾的加入量为预处理钢丝质量的8%，密封发酵的温度为35～40℃，密封发酵的时间为7～9天。步骤（3）中所述的滤渣和质量分数为30%的卵磷脂溶液的质量比为1:10，超声振荡处理的频率为30～40kHz，超声振荡处理的时间为1～2h。步骤（5）中所述的五氧化二磷和质量分数为70%的乙醇溶液的质量比为1:5。步骤（6）中所述的静置浸泡的温度为40～50℃，静置浸泡的时间为12～14h。步骤（7）中所述的背托苔、镰刀藓和细叶泥炭藓的质量比为1:2:1。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术首先以废弃钢丝纤维为原料，经球磨粗化后将预处理钢丝纤维和果汁以及瘤胃内容物以及硫氰化钾混合发酵，将发酵产物用卵磷脂溶液超声振荡改性，得到改性钢丝纤维，将改性钢丝纤维和其他混凝土原料混合注膜制得鱼礁坯体，再在鱼礁坯体表面沉积一层羟基磷酸钙，得到改性鱼礁坯体，在改性鱼礁坯体表面生长苔藓，最终制得生物亲和耐久型人工鱼礁，本专利技术选择以废弃钢丝纤维代替普通钢渣制备混凝土，首先对钢丝纤维进行球磨处理使其表面粗糙，暴露新的金属切面，并用富含有机羧酸和氨基酸的果汁和其混合发酵改性，利用瘤胃内容物中的微生物降解果汁，产生大量游离性的羧基以及氨基基团，再利用羧基和氨基以及硫氰化钾的螯合性在粗化后的钢丝纤维表面螯合附着，形成致密的金属螯合层，接着再用天然两亲性物质卵磷脂浸泡，使得卵磷脂亲水端和钢丝纤维表面的金属螯合物相吸引，而疏水端朝外，从而在钢丝纤维表面形成一层疏水性胶束，得到改性钢丝纤维，用其替代传统钢渣制成混凝土鱼礁，首先利用钢丝纤维在混凝土中无序排列，形成物理性的网络结构，起到分散应力的作用，同时钢丝纤维本身抗拉性能优异，使用后可以起到防止鱼礁开裂的作用，其次，钢丝纤维表面致密的螯合层和卵磷脂疏水胶束层防止水分和氧气与钢丝纤维本体的接触，避免了钢丝纤维的锈蚀老化，进一步防止了鱼礁的开裂，提高了本专利技术鱼礁的耐久性；（2）本专利技术在制得鱼礁坯体后，利用双氧水对其进行羟基化改性，增加了坯体表面羟基数量，再用五氧化二磷和乙醇反应生成磷脂，在氨水作用下，磷脂逐渐水解，磷脂水解产物上的羟基和鱼礁坯体表面的羟基产生化学吸附，使得磷脂水解产物附着在鱼礁坯体的内部孔隙及表面上，最后加入氯化钙溶液，使得磷脂水解产物的羟基磷酸根固着钙离子，逐渐形成羟基磷酸钙沉积在鱼礁坯体表面，利用羟基磷酸钙良好的生物相容性来增加鱼礁和藻类的相容性，接着将表面沉积羟基磷酸钙的鱼礁和苔藓混合，并在适宜的温度和湿度条件下培养，使得鱼礁表面长满苔藓，得到鱼礁成品，本专利技术将制得的鱼礁投入到海水中后，苔藓无法适应海水而枯萎死去，死去后的苔藓残骸增加了鱼礁表面的粗糙度和比表面积，更加有利于海藻类的附着，而死去的苔藓残骸和鱼礁表面沉积的羟基磷灰石又可以为海藻生长提供养分，使得本专利技术鱼礁具有极佳的生物亲和性以及耐久性，具有广阔的应用前景。具体实施方式称取长度为5～8mm，直径为1～2mm的废弃钢丝纤维，将废弃钢丝纤维放入球磨机中，按球料质量比为20:1向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨处理1～2h，出料得到预处理钢丝纤维；将上述预处理钢丝纤维和柠檬汁以及凤梨汁按质量比为1:2:1混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入预处理钢丝质量10%的瘤胃内容物，以及预处理钢丝质量8%的硫氰化钾，密封发酵罐口在35～40℃下密封发酵7～9天；待上述发酵结束后，取出发酵产物过滤，分离得到滤渣，再将滤渣和质量分数为30%的卵磷脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取废弃钢丝纤维，将废弃钢丝纤维放入球磨机中，向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨处理1～2h，出料得到预处理钢丝纤维；（2）将上述预处理钢丝纤维和柠檬汁以及凤梨汁混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入瘤胃内容物以及硫氰化钾，密封发酵；（3）待上述发酵结束后，取出发酵产物过滤，分离得到滤渣，再将滤渣和质量分数为30%的卵磷脂溶液混合后放入超声振荡仪中，超声振荡处理后出料，过滤分离得到滤饼，即为改性钢丝纤维；（4）按重量份数计，称取40～50份普通硅酸盐水泥、15～20份沸石颗粒、15～20份上述改性钢丝纤维、10～12份鸡蛋壳和50～60份水放入混料机中混料10～15min得到自制混凝土浆料；（5）将上述自制混凝土浆料注入模具中，待其自然固化拆模，得到鱼礁坯体，将鱼礁坯体用质量分数为30%的双氧水浸泡10～12h，得到羟基化坯体，将五氧化二磷和质量分数为70%的乙醇溶液混合反应1～2h，得到反应液；（6）用上述反应液浸没鱼礁坯体，并用质量分数为30%的氨水调节pH至8～9，静置浸泡，浸泡结束后再加入反应液等体积的质量分数为30%的氯化钙溶液，继续搅拌反应20～24h，反应结束后，得到表面改性坯体；（7）收集背托苔、镰刀藓和细叶泥炭藓混合后放入组织粉碎机，粉碎15～20min得到苔藓混合物，用苔藓混合后将上述表面改性坯体掩盖，放置在温度为20～25℃，空气相对湿度为60～70%的环境下静置培养15～20天，培养结束后用水冲洗3～5遍后即得生物亲和耐久型人工鱼礁。...

【技术特征摘要】
1.一种生物亲和耐久型人工鱼礁的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取废弃钢丝纤维，将废弃钢丝纤维放入球磨机中，向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨处理1～2h，出料得到预处理钢丝纤维；（2）将上述预处理钢丝纤维和柠檬汁以及凤梨汁混合后装入发酵罐中，再向发酵罐中加入瘤胃内容物以及硫氰化钾，密封发酵；（3）待上述发酵结束后，取出发酵产物过滤，分离得到滤渣，再将滤渣和质量分数为30%的卵磷脂溶液混合后放入超声振荡仪中，超声振荡处理后出料，过滤分离得到滤饼，即为改性钢丝纤维；（4）按重量份数计，称取40～50份普通硅酸盐水泥、15～20份沸石颗粒、15～20份上述改性钢丝纤维、10～12份鸡蛋壳和50～60份水放入混料机中混料10～15min得到自制混凝土浆料；（5）将上述自制混凝土浆料注入模具中，待其自然固化拆模，得到鱼礁坯体，将鱼礁坯体用质量分数为30%的双氧水浸泡10～12h，得到羟基化坯体，将五氧化二磷和质量分数为70%的乙醇溶液混合反应1～2h，得到反应液；（6）用上述反应液浸没鱼礁坯体，并用质量分数为30%的氨水调节pH至8～9，静置浸泡，浸泡结束后再加入反应液等体积的质量分数为30%的氯化钙溶液，继续搅拌反应20～24h，反应结束后，得到表面改性坯体；（7）收集背托苔、镰刀藓和细叶泥炭藓混合后放入组织粉碎机，粉碎15～20min得到苔藓混合物，用苔藓混合后将上述表面改性坯体掩盖，放置在温度为20～25℃，空...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，丁春美，赵金晶，
申请(专利权)人：佛山市森昂生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44