一种纳米ZnO/g-C3N4复合催化剂作为抑藻剂的应用及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米ZnO/g

【技术实现步骤摘要】
一种纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂作为抑藻剂的应用及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂的制备方法及在在抑藻及降解微囊藻毒素过程中的应用，属于水污染处理


技术介绍

[0002]随着社会经济的快速发展，大量的氮、磷进入到水体中，造成水体富营养化。在各种环境因素的影响下，蓝藻水华爆发的频率剧增，水生生态环境被严重破坏，产生了巨大的经济损失，并直接或间接地影响了人类健康，已成为全世界普遍存在的主要环境问题之一。
[0003]纳米ZnO作为一种纳米材料，广泛应用于光催化领域，在光照条件下能够降解水体有机污染物。但是，纳米ZnO在水环境具有毒性效应，对水生植物、动物及微生物产生了负面影响，这限制了纳米ZnO材料在实际水体中抑藻的直接应用。
[0004]石墨相氮化碳(g
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C3N4)具有良好的化学稳定性、生物兼容性和较高的孔隙度，其化学性质稳定，广泛应用于吸附及光催化
在抑藻方面，g
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C3N4多用作光催化剂，而较少利用其吸附性能进行抑藻。因此，运用g
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C3N4良好的吸附性能，制备一种吸附性强、非光催化且能够快速去除水体中藻类的g
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C3N4复合催化剂，值得继续深入研究。
[0005]目前，金属氧化物负载g
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C3N4相关的抑藻技术主要为光催化技术。各种光催化复合材料在实际抑藻应用中均存在缺点，处理耗时过长、材料回收性差和造成二次污染等。目前未见将纳米ZnO负载至g
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C3N4表面的复合催化剂作为抑藻材料及降解微囊藻毒素的相关报道。在无外加光照条件下，该种复合材料可否达到良好的抑藻效能也尚未可知。

技术实现思路

[0006]针对上述的技术问题，本专利技术提供了一种纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂，利用纳米ZnO负载的g
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C3N4，通过二者的协同作用进行抑藻，同时在过程中降解微囊藻毒素，从而控制蓝藻水华的爆发。
[0007]第一方面，本专利技术提供了纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂作为抑藻剂的应用。
[0008]作为优选，所述纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂通过纳米ZnO和三聚氰胺作为前驱体煅烧得到，纳米ZnO和三聚氰胺的质量比为1:5～1:1。
[0009]作为优选，所述纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂通过纳米ZnO和三聚氰胺作为前驱体煅烧得到，纳米ZnO和三聚氰胺的质量比为1:2。
[0010]作为优选，所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂相对于被处理藻液的用量为0.5～4.0g/L。
[0011]作为优选，所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂投加到被处理藻液中之后，不提供光照条件。
[0012]第二方面，本专利技术提供了纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在水体藻毒素去除中的应用。
[0013]第三方面，本专利技术前述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂的制备方法，其具体步骤如
下：
[0014]步骤一、将g
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C3N4前驱体与纳米ZnO混合并进行研磨；
[0015]步骤二、对步骤一所得的混合物进行煅烧、研磨、过筛后，得到纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂。
[0016]作为优选，步骤一中所述的g
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C3N4前驱体为三聚氰胺。纳米ZnO和三聚氰胺的质量比为1:5～1:1。
[0017]作为优选，步骤一中所述研磨的方法为：将混合物置于玻璃研钵中，研磨20min，得到均匀的白色固体粉末。
[0018]作为优选，步骤二中所述的煅烧条件为：先以10℃/min的加热速率加热至500℃，在500℃下煅烧2h，再以5℃/min的加热速率加热至520℃，在520℃下煅烧2h后，自然冷却到室温。
[0019]作为优选，步骤二中所述的煅烧在箱式气氛炉中进行。
[0020]作为优选，步骤二中所述的过筛条件为60目筛。
[0021]本专利技术具有的有益效果是：
[0022]1、本专利技术使用纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂进行抑藻，且不具有毒性效应。该复合催化剂在抑藻过程中可使溶液快速澄清透明，形成易沉降的絮凝物，便于复合催化剂与藻细胞絮凝物的收集。
[0023]2、本专利技术使用的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在抑藻过程中不需要外加光照等特殊条件就能够实现有效抑藻，且抑藻所需耗费的时间更少。在节约能源与时间的同时，达到与现有光催化剂相同或更高的抑藻效能。
[0024]3、本专利技术以纳米ZnO和三聚氰胺为前驱体，通过研磨将二者混合，后经高温煅烧制得纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂，所述纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂相比于已有的抑藻工艺，可在短的时间内与藻类反应，达到理想的除藻效果。
[0025]4、本专利技术制备的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在抑藻的同时，还能够快速去除微囊藻毒素。
附图说明
[0026]图1为不同质量比纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂对藻细胞去除率的比较图。
[0027]图2为质量比为1:2的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂不同投加量下藻细胞去除率随时间的变化关系图。
[0028]图3为质量比为1:2的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂对藻液中微囊藻毒素的去除效能能图。
[0029]图4为质量比为1:2的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂与纯g
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C3N4在相同条件下的抑藻效能对比图。
[0030]图5为质量比为1:2的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂和纳米ZnO反应后絮凝物的沉降速率对比图。
具体实施方式
[0031]以下结合具体实施例，对本专利技术做进一步描述。
[0032]实施例1
[0033]一种纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0034]取四份1.0g纳米ZnO分别与1.0、2.0、3.0、5.0g三聚氰胺混合，在研钵中轻度研磨20min，得到白色固体粉末。将适量该固体粉末加入坩埚，并置于箱式气氛炉中。以10℃/min的加热速率加热至500℃，在500℃下煅烧2h，再以5℃/min的加热速率加热至520℃，在520℃下煅烧2h后，自然冷却到室温，得到淡黄色的固体产物。随后将固体产物研磨均匀，过60目筛，分别得到制备时纳米ZnO与三聚氰胺质量比为1:1、1:2、1:3、1:5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂作为抑藻剂的应用。2.根据权利要求1所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在抑藻中的应用，其特征在于：所述纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂通过纳米ZnO和三聚氰胺作为前驱体煅烧得到，纳米ZnO和三聚氰胺的质量比为1:5～1:1。3.根据权利要求1所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在抑藻中的应用，其特征在于：所述纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂通过纳米ZnO和三聚氰胺作为前驱体煅烧得到，纳米ZnO和三聚氰胺的质量比为1:2。4.根据权利要求1所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在抑藻中的应用，其特征在于：所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂相对于被处理藻液的用量为0.5～4.0g/L。5.根据权利要求1所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂在抑藻中的应用，其特征在于：所述的纳米ZnO/g
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C3N4复合催化剂投加到被处理藻液中之后，不提供光照条件。6.纳米ZnO/g

【专利技术属性】
技术研发人员：张杭君，丁佳锋，李惜子，卢诗焕，李艳，朱维琴，丁颖，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：