一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石及其制作方法，属于观赏鱼养殖水质净化领域，该海水鱼缸造景石包括改性纳米二氧化钛、蒸馏水、无水乙醇、TC‑201钛酸酯偶联剂和一块基材礁石。本发明专利技术将传统的光催化滤材(纳米二氧化钛)和传统的海水养殖用景观滤材(造景石)(造景石同时也是硝化细菌良好的附着基)结合在一起，既拥有光催化材料高效无污染的净水能力，又不需要独立空间辅以强紫外线灯照射(海水鱼缸照明系统通常为全光谱，而造景石面积大，不需要额外增加紫外线光源)，同时也满足了柏林系统的需求，负载了纳米二氧化钛的造景石仍能附着一定量的细菌，使通过生态循环细菌净水的柏林养鱼法和光催化净水材料达到了兼容。

A Landscape Stone for Seawater Fish Tank with Water Purification Ability and Its Making Method

【技术实现步骤摘要】
一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石及其制作方法
本专利技术属于观赏鱼养殖水质净化
，具体涉及一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石及其制作方法。
技术介绍
在观赏型饲养水环境(水族箱水环境)与集约型养殖水环境(水产业水环境)中，氮元素主要来源为剩余饲料残渣、生物粪便排泄物、未处理的生物尸体和死亡细菌等的分解。有机物的分解主要由两部分组成：物理分解与生物分解。水中的大块含氮有机物在水流、泥沙以及生物的反复中级搅动下逐渐被物理分解为有机碎屑。这些有机碎屑在微生物的作用下进入生物分解环节。在该环节的第一阶段——碳氧化阶段中，有机碎屑被逐步分解并产生二氧化碳与氨氮(NH3-N)，该物质常以NH4+·NH3的形式在水中释放。第二阶段被称为氨氮的硝化过程，氨氮在亚硝化细菌的作用下(需氧)被氧化分解为亚硝酸盐(NO2-)并继续在硝化细菌的作用下(硝化呼吸)(需氧)氧化分解为硝酸盐(NO3-)。因为第二阶段的反应中氧气是不可缺少的成分，故其也被称为喜氧阶段，而参与其中的细菌被统称为喜氧细菌。而在水体的无氧环境中，会发生由反硝化细菌所主导的第三阶段——反硝化阶段。在此阶段中厌氧的反硝化细菌将通过厌氧呼吸(反硝化作用)剥离硝酸盐(NO3-)中的氧使其还原为亚硝酸盐(NO2-)，再进一步还原为游离态的氨或氮气。根据这一阶段的特性，我们通常将其称为厌氧阶段(还原阶段)，而参与其中的细菌也被统称为厌氧细菌。第三阶段是水体氮循环的重要部分，它将水中的含氮有机物最终以气体的形式排出，因此其也被称为脱氮效应。当前，水族饲养有着集约化、高密度饲养，饲养品种繁多等特点。由于大量饲养者片面追求生物数量并大量投放饵料，从而使大量有机碎屑堆积，以致喜氧阶段中的喜氧菌长期处于超负荷状态。这种状态会使喜氧阶段严重受阻，硝化反应难以顺利进行。这将导致硝化反应中以亚硝酸盐氮、氨氮为主的多种有害中间有机产物无法分解，并通过反硝化作用(厌氧阶段)反复积累。这些有害中间有机产物可对水生物造成严重危害，其中氨氮会侵入粘膜损害鱼鳃组织，而亚硝酸盐氮主要是阻碍生物的呼吸，也会严重阻碍硝化细菌的硝化作用。虽然硝酸盐氮对鱼类毒害作用较小。但当其过度累积时会干扰珊瑚中虫黄藻的光合作用，导致珊瑚白化死亡。由于养殖知识水平有限，养殖者们通常片面地以鱼为养殖核心，忽略了水质与菌类的重要性，更有甚者由于受传统观念影响，一味地将细菌定义为有害物，在水中大量添加杀菌类药剂，将水质氮循环中至关重要的喜氧细菌与厌氧细菌同致病菌一并杀死，最终导致水中氮循环无法进行，氨氮大量积累而使鱼类死亡造成高额损失。为解决水循环系统与氮循环中存在的种种问题，饲养者与养殖者们开发了多种用于水质净化的过滤设备与滤材。但以上的滤材都有其局限性，在具有一定腐蚀性且化学状况复杂的海水环境中，乳胶漆和空气珠难以保持其稳定性，容易崩解造成二次污染，而陶瓷珠沉于水底，反应面积小，效率低，而活性炭负载了纳米二氧化钛以后仍然会继续吸收水中其他粒径的颗粒物导致反应效率迅速降低。此外，上述滤材均需要占用独立的鱼缸空间并辅以强紫外线灯照射，这与传统的通过细菌净化水质的柏林养鱼法格格不入。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石及其制作方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石，该海水鱼缸造景石包括改性纳米二氧化钛、蒸馏水、无水乙醇、TC-201钛酸酯偶联剂和一块基材礁石。一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石的制作方法，包括制备本文中所述的海水鱼缸造景石，该制作方法包括如下步骤：S1、制备改性纳米二氧化钛和基材礁石；S2、取100ml蒸馏水和10ml无水乙醇的混合溶液，缓慢加入TC-201钛酸酯偶联剂5ml，搅拌10min；S3、向S2制得的混合溶液中加入10g改性纳米二氧化钛，搅拌后超声一定时间，获得分散性较好对的纳米二氧化钛悬浊液；S4、将S3中制得的悬浊液通过刷或喷淋的方式附着到S1中制得的基材礁石表面，自然晾干礁石；S5、重复步骤S4三到五次后将礁石置于水箱中，加入蒸馏水至液面没过礁石并按照5L/min同时抽放水，知道放出的液体呈中性、清澈并在扫描电子显微镜下观察不到纳米二氧化钛；S6、取出礁石，将礁石放在烘箱内干燥；S7、将干燥后的礁石放在马弗炉中焙烧，制得基于纳米二氧化钛的光催化净水海水鱼缸造景石。优选的，S1中改性纳米二氧化钛的制备方法包括如下步骤：S1011、称取1g纳米二氧化钛余500ml锥形瓶中，依次加入40ml蒸馏水、65ml污水乙醇和0.1gTC-201钛酸酯偶联剂后摇匀，盖上盖子；S1012、将锥形瓶置于46℃恒温水浴中超声2h后，加入25ml的污水乙醇，加入无水乙醇后，再次将锥形瓶置入50℃恒温水浴中超声1h；S1013、将恒温水浴超声后的溶液在一定温度环境中烘干；S1014、将S1013中所得的改性纳米二氧化钛置于200ml的锥形瓶中，加入25ml无水乙醇，摇匀后置于遮光环境中自然干燥制得改性纳米二氧化钛。。优选的，S1中基材礁石的制备方法包括如下步骤：S1021、取一块自然形成的珊瑚礁石，并将其置于一装有海水的水箱内，并使水箱内的水没过该礁石；S1022、使用空气泵持续曝气并使用金卤灯照射此礁石，并保证照度在20000lx以上，每日光照时间不少于16小时；S1023、待礁石和水箱表面生出茂密的绿色丝状澡后，捞出礁石，并在裁剪、洗刷净表面藻类和其他附着物后，将礁石浸没在浓度为70％的酒精中浸泡4h；S1024、将S1023中酒精浸泡的礁石浸没蒸馏水中煮沸12h，放入烘箱中干燥；S1025、将干燥后的礁石置于马弗炉中焙烧，空气自然冷却后，得到洁净干燥的礁石。优选的，S3中搅拌的时间为20-40min，超声处理的时间为55-75min。优选的，S6中烘箱的温度为100-150℃，烘干时间为90-150minS7中马弗炉的焙烧温度为500-700℃，焙烧时间为5-8h。优选的，S1013中烘干环境的温度为50-70℃，烘干时间为30-90min。优选的，S1024中烘箱的温度为100-140℃，烘干时间为50-70min。优选的，S1025中马弗炉焙烧的温度为200-400℃，焙烧时间为5-7h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术将传统的光催化滤材(纳米二氧化钛)和传统的海水养殖用景观滤材(造景石)(造景石同时也是硝化细菌良好的附着基)结合在一起，既拥有光催化材料高效无污染的净水能力，又不需要独立空间辅以强紫外线灯照射(海水鱼缸照明系统通常为全光谱，而造景石面积大，不需要额外增加紫外线光源)，同时也满足了柏林系统的需求，负载了纳米二氧化钛的造景石仍能附着一定量的细菌，使通过生态循环细菌净水的柏林养鱼法和光催化净水材料达到了兼容。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本专利技术的构思前提下对本专利技术的方法简单改进都属于本专利技术要求保护的范围。实施例1一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石，该海水鱼缸造景石包括改性纳米二氧化钛、蒸馏水、无水乙醇、TC-201钛酸酯偶联剂和一块基材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石，其特征在于，该海水鱼缸造景石包括改性纳米二氧化钛、蒸馏水、无水乙醇、TC‑201钛酸酯偶联剂和一块基材礁石。

【技术特征摘要】
1.一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石，其特征在于，该海水鱼缸造景石包括改性纳米二氧化钛、蒸馏水、无水乙醇、TC-201钛酸酯偶联剂和一块基材礁石。2.一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石的制作方法，包括制备权利要求1中所述的海水鱼缸造景石，其特征在于，该制作方法包括如下步骤：S1、制备改性纳米二氧化钛和基材礁石；S2、取100ml蒸馏水和10ml无水乙醇的混合溶液，缓慢加入TC-201钛酸酯偶联剂5ml，搅拌10min；S3、向S2制得的混合溶液中加入10g改性纳米二氧化钛，搅拌后超声一定时间，获得分散性较好对的纳米二氧化钛悬浊液；S4、将S3中制得的悬浊液通过刷或喷淋的方式附着到S1中制得的基材礁石表面，自然晾干礁石；S5、重复步骤S4三到五次后将礁石置于水箱中，加入蒸馏水至液面没过礁石并按照5L/min同时抽放水，知道放出的液体呈中性、清澈并在扫描电子显微镜下观察不到纳米二氧化钛；S6、取出礁石，将礁石放在烘箱内干燥；S7、将干燥后的礁石放在马弗炉中焙烧，制得基于纳米二氧化钛的光催化净水海水鱼缸造景石。3.根据权利要求2所述的一种具有水质净化能力的海水鱼缸造景石的制作方法，其特征在于，S1中改性纳米二氧化钛的制备方法包括如下步骤：S1011、称取1g纳米二氧化钛余500ml锥形瓶中，依次加入40ml蒸馏水、65ml污水乙醇和0.1gTC-201钛酸酯偶联剂后摇匀，盖上盖子；S1012、将锥形瓶置于46℃恒温水浴中超声2h后，加入25ml的污水乙醇，加入无水乙醇后，再次将锥形瓶置入50℃恒温水浴中超声1h；S1013、将恒温水浴超声后的溶液在一定温度环境中烘干；S1014、将S1013中所得的改性纳米二氧化钛置于200ml的锥形瓶中，加入25ml无水乙醇，摇匀后置于遮光环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨毓，黄璇语，黄霆钧，陈健睿，罗惠，翁煜侃，吴婷婷，徐鸿健，李佳，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33