一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统和方法技术方案

本发明专利技术属于光催化材料评价技术领域，提供了一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统和方法。本发明专利技术的评价系统包括物化池(1)和生物池(2)；所述物化池(1)和生物池(2)呈循环连通；所述物化池(1)包括物化反应器(11)和模拟光源(12)；所述生物池(2)包括生物反应器(21)和透析袋(22)。本发明专利技术提供的的评价系统能够测定光催化材料对生态系统氧化还原电位的影响，还能够测定光催化材料对生态系统中微生物的光密度值、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数和细胞状态的影响；通过对上述参数进行整合分析，实现光催化材料对生态系统影响的评价。实现光催化材料对生态系统影响的评价。实现光催化材料对生态系统影响的评价。

【技术实现步骤摘要】
一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统和方法


[0001]本专利技术涉及光催化材料评价
，尤其涉及一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统和方法。

技术介绍

[0002]光催化材料已在空气净化、水处理、建筑材料、医疗卫生及农业领域等方面受到广泛关注，光催化材料在反应过程中会产生羟基自由基、超氧阴离子、单线态氧等氧化活性物质(ROS)，因此光催化材料评估方法包括自由基清除剂法、荧光分光光度法、光电流测试、电子顺磁共振法(EPR)和染料脱色法，这些评估方法都是由材料的物理化学性质衍生的评估方法。目前新型光催化材料在光照条件下可影响水体生态系统中藻类、微生物和植物的生长和演替，促进水生生态的恢复，从而达到净化水质的目的。但是以光催化材料为基础的光催化技术在水生态修复方面的测试分析方法还没有完全建立起来，影响了相关产品的效能评估和质量控制，阻碍了产品的市场推广以及应用场景的选择。目前，我国光催化材料的相关测试方法有《光催化空气净化材料性能测试方法》(GBT23761
‑
2009)、《光催化材料水溶液净化性能测试方法》、《光催化抗菌材料及制品的抗菌性能的评价》和《光催化自清洁材料性能测试方法》，暂时还没有光催化材料对水生态修复影响的测试系统和方法。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统和方法。本专利技术提供的评价系统能评价光催化材料对生态系统的影响，填补了光催化剂材料对水生态修复影响的空白。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统，包括物化池1和生物池2；
[0006]所述物化池1和生物池2呈循环连通；
[0007]所述物化池1包括物化反应器11和模拟光源12；
[0008]所述生物池2包括生物反应器21和透析袋22。
[0009]优选地，所述模拟光源12为氙灯。
[0010]优选地，所述物化反应器11和生物反应器21均为双层反应器；所述双层反应器包括水循环外层。
[0011]优选地，所述循环连通通过两台蠕动泵实现。
[0012]本专利技术还提供了利用上述技术方案所述的评价系统对光催化材料进行评价的方法，包括以下步骤：
[0013]在物化反应器11和生物反应器21中通入培养基；
[0014]将待测光催化材料置于物化反应器11中；
[0015]将微生物置于透析袋22中，并将装有微生物的透析袋22置于生物反应器21中；
[0016]开启模拟光源12对物化反应器11进行光照；
[0017]开启物化池1和生物池2的循环连通，进行培养；
[0018]测定培养的过程中，物化反应器11和生物反应器21内的参数；
[0019]所述物化反应器11内的参数包括：氧化还原电位；
[0020]所述生物反应器21内的参数包括：微生物的光密度值、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数和细胞状态；
[0021]对所述物化反应器11和生物反应器21内的参数进行分析，得到所述待测光催化材料对生态系统的影响情况。
[0022]优选地，所述培养基为BG11培养基。
[0023]优选地，所述微生物包括藻类。
[0024]优选地，所述模拟光源12的强度为30～500mW/cm2。
[0025]优选地，所述培养的温度为20～35℃。
[0026]本专利技术提供了一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统，包括物化池1和生物池2；所述物化池1和生物池2呈循环连通；所述物化池1包括物化反应器11和模拟光源12；所述生物池2包括生物反应器21和透析袋22。本专利技术提供的光催化材料介导水生态系统转化的评价系统能够测定光催化材料对生态系统氧化还原电位的影响，还能够测定光催化材料对生态系统中微生物的光密度值、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数和细胞状态的影响；通过对上述参数进行整合分析，实现光催化材料对生态系统影响的评价。
[0027]本专利技术还提供了利用上述技术方案所述的评价系统对光催化材料进行评价的方法，包括以下步骤：在物化反应器11和生物反应器21中通入培养基；将待测光催化材料置于物化反应器11中；将微生物置于透析袋22中，并将装有微生物的透析袋22置于生物反应器21中；开启模拟光源12对物化反应器11进行光照；开启物化池1和生物池2的循环连通，进行培养；测定培养的过程中，物化反应器11和生物反应器21内的参数；所述物化反应器11内的参数包括：氧化还原电位；所述生物反应器21内的参数包括：微生物的密度吸光度值、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数和细胞状态；对所述物化反应器11和生物反应器21内的参数进行分析，得到所述待测光催化材料对生态系统的影响情况。本专利技术提供的评价方法操作简单。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提供的光催化材料介导水生态系统转化的评价系统示意图，其中，1为物化池，11为物化反应器，12为模拟光源，13为曝气系统，2为生物池，21为生物反应器，22为透析袋；
[0029]图2为光催化材料I对铜绿微囊藻细胞膜完整性的影响试验结果图；
[0030]图3为光催化材料II对铜绿微囊藻细胞膜完整性的影响试验结果图；
[0031]图4为对照组与不同质量光催化材料I在不同培养时间的ORP图；
[0032]图5为对照组与不同质量光催化材料I在不同培养时间的OD
680
图；
[0033]图6为对照组与不同质量光催化材料I在不同培养时间的F
v
/F
m
图；
[0034]图7为光催化材料I和光催化材料II的复氧性能比较图；
[0035]图8为光催化材料I和光催化材料II的复氧动力学实验图；
[0036]图9为羟基对苯二甲酸的三维荧光图；
[0037]图10为羟基对苯二甲酸的标准曲线图；
[0038]图11为光催化材料I和光催化材料II在3小时内产生的羟基自由基浓度比较图；
[0039]图12为光催化材料I和光催化材料II在5小时内产生的单线态氧浓度比较图；
[0040]图13为光催化材料I和光催化材料II对ORP的影响图。
具体实施方式
[0041]本专利技术提供了一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统，包括物化池1和生物池2；
[0042]所述物化池1和生物池2呈循环连通；
[0043]所述物化池1包括物化反应器11和模拟光源12；
[0044]所述生物池2包括生物反应器21和透析袋22。
[0045]在本专利技术中，如无特殊说明，本专利技术所用原料均优选为市售产品。
[0046]本专利技术提供的光催化材料介导水生态系统转化的评价系统包括物化池1。在本专利技术中，所述物化池1包括物化反应器11和模拟光源12。在本专利技术中，所述物化反应器11优选为双层反应器；所述双层反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化材料介导水生态系统转化的评价系统，其特征在于，包括物化池(1)和生物池(2)；所述物化池(1)和生物池(2)呈循环连通；所述物化池(1)包括物化反应器(11)和模拟光源(12)；所述生物池(2)包括生物反应器(21)和透析袋(22)。2.根据权利要求1所述的评价系统，其特征在于，所述模拟光源(12)为氙灯。3.根据权利要求1所述的评价系统，其特征在于，所述物化反应器(11)和生物反应器(21)均为双层反应器；所述双层反应器包括水循环外层。4.根据权利要求1所述的评价系统，其特征在于，所述循环连通通过两台蠕动泵实现。5.一种利用权利要求1～4任一项所述的评价系统对光催化材料进行评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：在物化反应器(11)和生物反应器(21)中通入培养基；将待测光催化材料置于物化反应器(11)中；将微生物置于透析袋(22)中，并将装有微生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婧炯，陈荧，瞿晓磊，付翯云，李广鹏，袁宇栋，陈斌，仇健，
申请(专利权)人：江苏双良环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：