一种控制景观水丝状藻孳生的材料及其使用方法技术

本发明专利技术提供一种控制景观水丝状藻孳生的材料及其使用方法，所述材料制备方法为以无机铜盐和作为碳源的葡萄糖为制备原料通过两步水热合成反应后，真空干燥后得到纳米Cu@C核壳纳米颗粒，所述纳米颗粒的核为铜元素，壳为碳元素；然后在通过偶联剂将丙酮清洗干净的高分子聚合物基材浸渍于纳米Cu@C核壳纳米颗粒制备的悬浮液中，进而将纳米Cu@C核壳纳米颗粒固定于高分子聚合物基材上，有效维持治理丝状藻孳生的Cu的有效性和稳定性，材料引起“遮蔽”效应，从而影响水绵的叶绿素a含量，进而有效降低景观水体中的丝状藻孳生；制备方法简单且成本低；大大减少纳米材料的流失率，提高抑藻作用效率；可对纳米材料进行回收与多次利用。可对纳米材料进行回收与多次利用。可对纳米材料进行回收与多次利用。

【技术实现步骤摘要】
一种控制景观水丝状藻孳生的材料及其使用方法


[0001]本专利技术属于景观水水华处理
，具体涉及一种控制景观水丝状藻孳生的材料及其使用方法。

技术介绍

[0002]黑臭水体治理、水体生态系统修复、水生态保护等是国内水环境治理的热点问题。大量含氮磷营养盐的污水未经严格处理就被排入到景观水水域里，引发一系列水环境污染问题。景观水水体和底泥均含有丰富的营养物质，随着水环境理化条件的改变，水体及底泥中的营养物质释放出来，导致水体中的真核藻类（包括引起水华的藻类）密度增加，蓝藻等在水体中大量繁殖，水华爆发频繁，并且持续时间较长，控制难度大，危害严重。因而，治理景观水在眉睫。
[0003]目前，传统的除藻技术常用的有三大类：化学除藻技术、物理除藻技术和生物除藻技术。但是利用这些技术处理景观水时会伴随一些问题，如化学法除藻技术容易使水体产生二次污染，虽然见效快，但成本相对较高；物理除藻技术工程量大，投资大，而且无法从根本上治理；生物除藻技术有很好的处理效果，无二次污染，效果持久，但是技术还不够成熟还有待完善。
[0004]然而，经外源截污、内源治理和生态修复后，水体中营养盐仍可能足以满足藻类对氮、磷等营养元素的需求，在适宜的气候条件、水动力环境条件下常出现浮游藻类水华、丝状绿藻暴发和附植藻类过度增殖等现象，导致水环境质量反复恶化、水生动植物群落结构异化，严重影响水体生态景观环境，给水环境生态治理带来极大的困扰。
[0005]藻华是由于过量的氮、磷等营养元素输入，导致藻类过度增殖，大量消耗水体溶解氧，可能会产生难闻气味、藻毒素，导致鱼类等水生动物死亡，是淡水生态系统的主要生态环境问题之一。在水环境治理中，藻类水华期间大量藻细胞悬浮于水体或附着在水生植被上，降低水生植被对太阳辐射和营养元素的可获得性，并通过化感物质、藻毒素对水生动植物产生抑制或毒害作用，改变水生生态系统结构与功能，降低生态系统的稳定性，使得水生态环境治理效果反复不稳定，不利于水体生态系统的重建/营建/恢复和水生态环境质量的维持。
[0006]在水环境治理过程中，常见藻华藻属有微囊藻属、鱼腥藻属、浮丝藻属、拟柱孢藻属、实球藻属、裸藻属、沟链藻属、脆杆藻、水绵属、水网藻属、刚毛藻属、束丝藻属等。其中，水绵属为常见丝状藻华的优势种属，隶属绿藻门、双星藻科、水绵属，多生长在水浅、透明度高的水体中，于春末秋初生长最为繁盛。水绵个体形态为多细胞丝状结构，叶绿体呈双螺旋带状，有真正的细胞核。藻体不分枝，表面分泌有果胶质，触感粘滑。初始藻团在水底呈深绿色团状，对水体有很好的清洁作用。后逐渐生长至水面呈黄绿色片状、云朵状，衰败期则呈泡沫状漂浮在水面上，消耗大量氧气并产生藻毒素，对水体水质和水生生态系统造成威胁。
[0007]因此，急需一种专门针对丝状藻孳生的材料以及其在景观水治理中的应用。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对上述缺陷，提供一种分散性良好，物理/化学稳定性良好，保存过程中无明显粒度或核壳结构变化，抑制微藻效率远高于普通铜系杀藻剂且尚未应用到丝状藻华抑制领域且制备成本低的控制景观水丝状藻孳生的材料及其使用方法。
[0009]本专利技术提供如下技术方案：一种控制景观水丝状藻孳生的材料，所述材料为聚合物作为固定载体负载固定核壳纳米颗粒制备而成的，所述材料的制备方法包括以下步骤：1）将0.5份
‑
1份无机铜盐溶于20mL
‑
50mL乙二醇溶液中，然后再加入0.1份
‑
0.5份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀；2）向所述步骤1）得到的混合物中加入3份
‑
7份水合肼和4份
‑
8份NaOH溶液，混合均匀；3）将所述步骤2）得到的混合物移入反应釜中，加热保温，冷却后离心分离，分离得到的沉淀物分别用乙醇和蒸馏水清洗3次，真空干燥；4）将所述步骤3）得到的清洗后的沉淀物与0.5份
‑
1份葡萄糖溶于80mL
‑
100mL蒸馏水中，再次移入反应釜中，加热保温冷却后离心分离，分离得到的沉淀物分别用乙醇和蒸馏水清洗3次，真空干燥后得到核壳纳米颗粒，所述纳米颗粒的核为铜元素，壳为碳元素；5）将0.1
‑
0.3份所述步骤4）得到的核壳纳米颗粒加入蒸馏水中，在40
‑
60℃、40
‑
60r/min转速下搅拌10min获得浓度为80
‑
120ppm的核壳纳米颗粒悬浮液；6）将裁剪好的5
×
5cm的高分子聚合物基材放入丙酮中超声20min清洗后在40
‑
60℃烘箱中烘干，然后浸渍于3份
‑
5份的硅烷偶联剂中，40
‑
60℃超声10
‑
30min后捞出吸干表面多余硅烷偶联剂，然后加入至所述步骤5）得到的核壳纳米颗粒悬浮液中在40
‑
60℃、40
‑
60r/min转速下搅拌2h取出，于50
‑
60℃下烘干，得到所述控制景观水丝状藻孳生的材料。
[0010]优选地，所述步骤5）搅拌的温度为50℃，转速为50r/min。
[0011]优选地，所述步骤5）获得的核壳纳米颗粒悬浮液的浓度为100ppm。
[0012]优选地，所述步骤6）中高分子聚合物基材清洗后的烘干温度为50℃。
[0013]优选地，所述步骤6）搅拌的温度为50℃，转速为50r/min。
[0014]进一步地，所述步骤2）中采用的水合肼的浓度为60%
‑
80%质量分数的水合肼水溶液；所述步骤2）中采用的NaOH的浓度为1.5mol/L
‑
3.5mol/L。
[0015]进一步地，所述步骤3）中加热保温的温度为150
‑
200℃，保温时间为10h
‑
15h。
[0016]进一步地，所述步骤4）中加热保温的温度为160
‑
220℃，保温时间为6h
‑
8h。
[0017]进一步地，所述步骤3）和所述步骤4）的真空干燥温度均为50
‑
70℃，干燥时间为3h
‑
6h。
[0018]进一步地，所述聚合物基材为聚氨酯海绵或聚丙烯无纺布中的一种。
[0019]进一步地，所述步骤4）制备得到的核壳纳米颗粒的粒径为5nm
‑
8nm。
[0020]进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷中的一种或多种。
[0021]优选地，所述硅烷偶联剂为γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0022]本专利技术还提供上述控制景观水丝状藻孳生的材料的使用方法，将所述控制景观水丝状藻孳生的材料投放至丝状藻孳生的景观水域中。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制景观水丝状藻孳生的材料，所述材料为聚合物作为固定载体负载固定核壳纳米颗粒制备而成的，其特征在于，所述材料的制备方法包括以下步骤：1）将0.5份
‑
1份无机铜盐溶于20mL
‑
50mL乙二醇溶液中，然后再加入0.1份
‑
0.5份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀；2）向所述步骤1）得到的混合物中加入3份
‑
7份水合肼和4份
‑
8份NaOH溶液，混合均匀；3）将所述步骤2）得到的混合物移入反应釜中，加热保温，冷却后离心分离，分离得到的沉淀物分别用乙醇和蒸馏水清洗3次，真空干燥；4）将所述步骤3）得到的清洗后的沉淀物与0.5份
‑
1份葡萄糖溶于80mL
‑
100mL蒸馏水中，再次移入反应釜中，加热保温冷却后离心分离，分离得到的沉淀物分别用乙醇和蒸馏水清洗3次，真空干燥后得到核壳纳米颗粒，所述纳米颗粒的核为铜元素，壳为碳元素；5）将0.1
‑
0.3份所述步骤4）得到的核壳纳米颗粒加入蒸馏水中，在40
‑
60℃、40
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60r/min转速下搅拌10min获得浓度为80
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120ppm的核壳纳米颗粒悬浮液；6）将裁剪好的5
×
5cm的高分子聚合物基材放入丙酮中超声20min清洗后在40
‑
60℃烘箱中烘干，然后浸渍于3份
‑
5份的硅烷偶联剂中，40
‑
60℃超声10
‑
30min后捞出吸干表面多余硅烷偶联剂，然后加入至所述步骤5）得到的核壳纳米颗粒悬浮液中在40
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60℃、40
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60r/min转速下搅拌2h取出，于50
‑
60...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文辉，黄民生，袁育鑫，孔书麟，王丽红，赵凯豪，曹承进，何岩，
申请(专利权)人：上海太和水科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：