一种多功能高氨氮水体降解剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及水体治理领域，且公开了一种多功能高氨氮水体降解剂及其制备方法。多功能氨氮水体降解剂的制备方法包括：将电气石研磨，得到纳米电气石；将天然沸石块研磨煅烧，得到沸石粉；将纳米电气石、二氧化钛、沸石粉、粘土、碳酸钙、石墨烯搅拌混合均匀后，制粒煅烧，得到多功能高氨氮水体降解剂。该多功能高氨氮水体降解剂能够快速有效地降解氨氮。降解剂能够快速有效地降解氨氮。降解剂能够快速有效地降解氨氮。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能高氨氮水体降解剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水体治理领域，具体涉及一种多功能高氨氮水体降解剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]氨氮是指水中以游离氨和离子形式存在的氮，各种形式氮污染中危害最大的一种形态，是水体受到污染的典型标志。氨氮中对水生生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，当水体中氨氮浓度过高时，会给水生生物带来危害。此外，氨氮是水体中藻类的营养素，会直接增加水体富营养化的几率，引起水质恶化，对人体健康也有很大的危害。现有技术存在操作繁琐、水质净化效率低等弊端。
[0003]因此，有效控制和降低水体氨氮含量，制备高效、操作简单、成本适中的高氨氮水体降解剂，是水体治理的重要侧重方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能高氨氮水体降解剂及其制备方法，该多功能氨氮水体降解剂制备工序简单、成本适中，不仅可用在高氨氮城市小微水体和养殖水体，起到净化水质、降低浊度、控制氨氮、高效除臭、提高水产品养殖成活率和养殖密度，还可利用吸附和生物降解来净化污水，能够在光照下具有自清洁能力，适于多种形式的水污染治理过程。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种多功能高氨氮水体降解剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤(1)将电气石、去离子水和锆珠加入球磨机中，研磨后，过滤，离心，干燥，得到纳米电气石；
[0008]步骤(2)将天然沸石块破碎，研磨，筛分过筛；将筛分过筛后的沸石煅烧，冷却至室温，得到沸石粉；
[0009]步骤(3)将纳米电气石、二氧化钛、沸石粉、粘土、碳酸钙、石墨烯搅拌混合均匀后，通过造粒机制粒，煅烧，冷却至室温，得到多功能高氨氮水体降解剂。
[0010]优选地，所述步骤(1)中：电气石、去离子水和锆珠的质量比为7
‑
8:100:50。
[0011]优选地，纳米电气石的粒径为100
‑
300nm。
[0012]优选地，锆珠的直径为3mm。
[0013]优选地，所述步骤(1)中：研磨的条件为：900r/min的转速下研磨2.5
‑
3h。
[0014]优选地，所述步骤(1)中：离心的条件为：7000
‑
8000r/min的速度下离心1
‑
2h；干燥的条件为：在30
‑
40℃温度下干燥10
‑
20h。
[0015]优选地，所述步骤(2)中：天然沸石块破碎，研磨，筛分过筛的操作条件为：将天然沸石块倒入颚式破碎机中破碎后，用圆盘磨研磨，振动筛筛分后过80
‑
100目筛。
[0016]优选地，所述步骤(2)中：煅烧的条件为：在200
‑
250℃温度下煅烧5
‑
8h。
[0017]优选地，所述步骤(3)中：粘土、沸石粉、碳酸钙、纳米电气石、二氧化钛、石墨烯的质量比为(57.52
‑
76.42):(10.39
‑
15.35):(8.17
‑
13.13):(2.15
‑
6.45):(1.45
‑
4.23):(1.42
‑
3.32)。
[0018]优选地，所述步骤(3)中：搅拌混合的条件为：300
‑
1100r/min的转速下搅拌30
‑
90min。
[0019]优选地，所述步骤(3)中：造粒机制粒的粒径为2
‑
5cm；煅烧条件为：在650
‑
900℃温度下煅烧3
‑
5h。
[0020]本专利技术公开了一种采用如上述的多功能高氨氮水体降解剂的制备方法制备得到的多功能高氨氮水体降解剂。
[0021]本专利技术中将特定质量份数的粘土、沸石粉、碳酸钙、纳米电气石、二氧化钛、石墨烯混合制备多功能高氨氮水体降解剂。由于加入了沸石粉、纳米电气石，电子和空穴复合的效率降低，电气石产生的负离子还能够激发二氧化钛产生电子和空穴对，通过高电导率的石墨烯将电子传输，避免电子和空穴复合，提高二氧化钛的氧化催化净化效果，能有效分解水中氨氮等异味物质，除臭效果明显。同时由于石墨烯和电气石的掺杂，使二氧化钛晶格发生畸变，形成了更多表面晶格缺陷，光催化特性得到进一步提高；粘土作为载体材料可以保证负载的多功能高氨氮降解剂在废水中拥有足够的停留时间和浓度，同时加入的碳酸钙可以消耗废水中的酸，具有调节PH值的作用。通过特定质量份数的粘土、沸石粉、碳酸钙、纳米电气石、二氧化钛、石墨烯的相互协同配合，使得多功能高氨氮水体降解剂制备工序简单、成本适中，不仅可以起到净化水质、降低浊度、控制氨氮、高效除臭、提高水产品养殖成活率和养殖密度的作用，还可以利用吸附和生物降解来净化污水，能够在光照下具有自清洁能力，快速有效的降解氨氮，适于多种形式的水污染治理过程。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023]本专利技术中以粘土为基体，添加沸石粉、碳酸钙、纳米电气石、二氧化钛、石墨烯作为光催化材料，利用其光催化特性，有效提高材料净化高氨氮水体水质的效果。
[0024]本专利技术中二氧化钛作为半导体材料可以作为光催化剂用于光电化学转换，是一种优异的水净化处理试剂，但回收较为困难；电气石颗粒表面存在强烈的电场，在电荷的作用下加速水体中胶体微颗粒自发絮凝和沉淀，有效提高透明度；另外电气石释放的远红外波能活化水分子，增加分子含氧量和溶氧量，而且远红外波能和水直接反应，产生水合电子和氢自由基等活性粒子，它们与水中的污染物发生加成、取代、电子转移和断键等反应，达到去除氨氮污染物和净化效果。将二氧化钛加入电气石之后，复合材料比表面积明显高于纯二氧化钛，且电子和空穴复合的效率降低，电气石产生的负离子还能够激发二氧化钛产生电子和空穴对，通过高电导率的石墨烯将电子传输，避免电子和空穴复合，提高二氧化钛的氧化催化净化效果，能有效分解水中氨氮等异味物质，除臭效果明显。同时由于石墨烯和电气石的掺杂，使二氧化钛晶格发生畸变，形成了更多表面晶格缺陷，光催化特性得到进一步提高；
[0025]本专利技术中加入的沸石粉，可以作为二氧化钛的载体材料，同时由于表面具有过量的负电荷，对铵根离子具有高选择性，表现出较大的氨氮吸附效果，可以作为离子交换剂，从而降低废水中的氨氮浓度，并且在高氨氮环境下仍然有效。
[0026]本专利技术中加入的粘土是一种应用广泛的载体材料，可以保证负载的高氨氮降解剂
在废水中拥有足够的停留时间和浓度，同时加入的碳酸钙可以消耗废水中的酸，具有调节PH值的作用。
[0027]本专利技术中通过特定质量份数的粘土、沸石粉、碳酸钙、纳米电气石、二氧化钛、石墨烯的相互协同配合，使得多功能高氨氮水体降解剂制备工序简单、成本适中，不仅可以起到净化水质、降低浊度、控制氨氮、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能高氨氮水体降解剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)将电气石、去离子水和锆珠加入球磨机中，研磨后，过滤，离心，干燥，得到纳米电气石；步骤(2)将天然沸石块破碎，研磨，筛分过筛；将筛分过筛后的沸石煅烧，冷却，得到沸石粉；步骤(3)将纳米电气石、二氧化钛、沸石粉、粘土、碳酸钙、石墨烯搅拌混合均匀后，通过造粒机制粒，煅烧，冷却，得到多功能高氨氮水体降解剂。2.根据权利要求1所述的一种多功能高氨氮水体降解剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：电气石、去离子水和锆珠的质量比为7
‑
8:100:50；纳米电气石的粒径为100
‑
300nm。3.根据权利要求1所述的一种多功能高氨氮水体降解剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：研磨的条件为：900r/min的转速下研磨2.5
‑
3h。4.根据权利要求1所述的一种多功能高氨氮水体降解剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：离心的条件为：7000
‑
8000r/min的速度下离心1
‑
2h；干燥的条件为：在30
‑
40℃温度下干燥10
‑
20h。5.根据权利要求1所述的一种多功能高氨氮水体降解剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中：天然沸石块破碎，研磨，筛分过筛的操作条件为：将天然沸石块倒入颚式破碎机中破碎后，用圆盘磨研磨，振动筛筛分后过80
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【专利技术属性】
技术研发人员：严爱兰，李凝玉，戚毅婷，徐栋，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：发明
国别省市：