基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，处理步骤为：将纳米银附着在载体上，将带有纳米银的载体投入蓝藻水域中。本发明专利技术基于纳米银来防护和治理蓝藻污染，纳米银具有很好的杀菌效果，可用于小区域和大面积蓝藻防护和治理。将纳米银载体制作成浮子用于防护和治理蓝藻污染无环境排放、是完全的物理杀菌和抗菌；且该防护和治理方法成本较低，容易操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护和水处理领域，更具体涉及防护和治理蓝藻污染的处理方法。
技术介绍
蓝藻极大的影响了内陆湖泊水的质量和环境，目前国内和国外的一些内陆湖泊由于受到工业污染的影响，使得蓝藻的生长更加快速和泛滥。为此，每年政府投入了大量的人力，也采取了不同形式的方法来防护和治理蓝藻，但都没有有效的措施防护和治理蓝藻污染。纳米银是大小在100纳米以内的银金属颗粒。其颗粒具有极好的抗菌能力。纳米银的杀菌可以安全、无毒性、无抗药性、持久快速的杀菌，而且杀菌的种类比较多，可达650余种病菌、病毒。对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、绿脓杆菌、枯草芽孢、黑曲霉等的杀菌率均达99.99%以上。同时安全、无刺激性、有效浓度低、性质稳定、无腐蚀性、操作简单，是新型杀菌抗菌剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种，具体步骤如下:步骤1:用水和酒精将载体清洗后干燥，对干燥的载体进行预处理，使载体表面获得羟基和羧基，再将载体放入氨基硅烷的无水乙醇溶液中进行浸泡，使载体表面获得氨基;步骤2:将经过步骤I处理的载体浸溃在银离子溶液中，使载体表面吸附银离子；步骤3:将经过步骤2处理的载体浸溃在还原剂中，使载体表面的银离子还原成中性纳米银粒子；步骤4:将步骤3中获得的带有纳米银的载体制作成浮子，投入蓝藻水域中。在一些实施方式中，通过等离子体放电法或酸碱腐蚀法使载体表面获得羟基和羧基。在一些实施方式中，载体为全棉织物或海绵或尼龙网或氧化铝片。在一些实施方式中，步骤I中的氨基硅烷的无水乙醇溶液的体积分数为2~10%。在一些实施方式中，全棉织物在氨基硅烷的无水乙醇溶液中浸泡时间为100~110分钟。在一些实施方式中，步骤2中的银离子溶液浓度为0.2~20mmol/L。在一些实施方式中，经过步骤I处理的全棉织物在银离子溶液中浸溃时间为5~6分钟。在一些实施方式中，步骤3中的还原剂为硼氢化钠或水合肼或氨水。在一些实施方式中，步骤3中的还原剂的浓度为8~12mmol/L。在一些实施方式中，步骤2处理的全棉织物在还原剂中浸泡时间4~5分钟。在一些实施方式中，全棉织物载体上纳米银最低上载量为30微克/平方厘米/克，海绵载体上纳米银最低上载量为20微克/平方厘米/克，尼龙网载体纳米银最低上载量为40微克/平方厘米/克，氧化铝片载体纳米银最低上载量为20微克/平方厘米/克。在一些实施方式中，步骤4中确定浮子数量由如下方式确定:N=fV/ (svt) 其中，V是水域中水的体积，V是水的流速，s是载体在流速方向的截面积，t是提前投放时间，f是一个与水的干净程度、载体的孔隙率等因素有关的修正因子，N是投放载体的数量。本专利技术将纳米银附着在载体上，将带有纳米银的载体投入蓝藻水域中，这些纳米银载体在水中起到抑菌和杀菌的作用，抑制蓝藻的生长。纳米银具有很好的杀菌效果，可用于小区域和大面积蓝藻防护和治理，杀完菌后可将这些载体回收并再利用。此外，其防护和治理过程为完全的物理杀菌和抗菌，对环境不会造成污染。【附图说明】图1为实施例一得到的载体产品的扫描电镜图；图2为实施例一得到的载体产品经过50次国家标准洗涤后的扫描电镜图；图3为实施例一得到的载体产品经过50次国家标准洗涤后被洗涤下了的纳米银粒子透射电镜照片；图4为以全棉织物为载体时载体上纳米银的上载量与硝酸银溶液的浓度的关系；图5为本专利技术的纳米银载体防护和治理蓝藻工程示意图；图6为以全棉织物为载体时纳米银相对浓度对蓝藻抑菌率的影响。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实例一纳米银处理的全棉纺织品:将全棉织物使用纯净水和酒精分别超声清洗5分钟，以便清洁其表面的污染物和油污，自然干燥。全棉织物表面本身带有羟基和羧基。然后将全棉织物放入体积分数为5%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷的无水乙醇溶液中浸泡100分钟，接着自然干燥，然后将织物后放入6mmol/L的硝酸银溶液中浸溃5分钟，接着将全棉织物通过轧辊甩出多余的硝酸银。然后将经过处理的全棉织物放入浓度为lOmmol/L的硼氢化钠溶液中浸泡反应5分钟，最后用水漂洗，120° C下干燥。完成后就可以在全棉织物的表面便获得原位生长的中性纳米银粒子。3-氨基丙基三甲氧基硅烷在无水乙醇中水解生成硅醇，娃醇与全棉织物表面的羟基和羧基结合脱水，从而氨基硅烷牢牢附着在全棉织物的表面上，使得全棉织物表面获得氨基。由于氨基与银离子的相互作用使得银离子通过氨基牢固地附着在全棉织物上。银离子被还原成银原子，因氨基带有高密度的负电荷，增加了载体表面的电荷密度，使得银原子在全棉织物表面的迁移速度受限，还原的银原子只能在受阻的全棉织物表面生成较小的纳米银粒子。用原子吸收光谱法测量全棉织品上纳米银的上载量可以高达100微克/平方厘米/克，大于全棉织物载体上纳米银的最低上载量30微克/平方厘米/克。图1为在载体全棉织物上的原位生长的纳米银的扫描电镜图，其中白色小点为纳米银，灰色部分为全棉织物载体，可以看出大量的纳米银附着在载体上。图2为在载体全棉织物上原位生长的纳米银经过50次国家标准洗涤后的扫描电镜图，其中白色小点为纳米银，灰色部分为全棉织物载体，可以看出，经过洗涤后，仍然有较大量的纳米银附着在载体上。如图3所示，全棉织物上经50次洗涤后被洗涤下来的纳米银粒子的透射电镜图，从图中可以看出，纳米银粒子的粒径在5~25nm之间。由图4可以看出，随着硝酸银溶液浓度的上升，全棉织物上的纳米银上载量也在增加，并且从图4中可以看出载体上纳米银的上载量都较高。将纳米银全棉织物制作成浮子置于蓝藻发生区，在本实施例中，将载体制作成直径为0.5米，厚度为0.3米的圆形浮子。按照图5的方式在水面布放。图5中外面的方框I代表水池，中间摆布的圆圈2代表纳米银载体浮子。其载体的布放密度主要由提前布放时间、纳米银在载体上的上载量及其水域中水的流动速度等因素有关。对于实际应用来说，浮子的布放量可以用下列简化的公式进行计算:N=fV/ (svt)其中，V是水域中水的体积，V是水的流速，s是载体在流速方向的截面积，t是提前投放时间，f是一个与水的干净程度、载体的孔隙率等因素有关的修正因子，N是投放载体的数量。V为IO7立方米，V为0.01米/秒，s为0.785平方米，t为5184000秒，在载体上纳米银最低上载量的条件下，f近似为0.8。将数据代入公式计算:Ν=1*107/(0.785*0.01*5184000)=196.5872454N的值为196个。在蓝藻汛期前2个月放置由载体制作成的浮子于待处理的蓝藻水域表面，浮子可以用绳子相互连接，以防浮子载体飘走，在整个蓝藻爆发期内不将浮子取出，可以抑制蓝藻的出现。纳米银载体可以在表面清洁后重复使用。由图6可以看出，以全棉织物为载体制作成浮子，不断增加纳米银在蓝藻水域中的有效杀菌浓度。当纳米银在蓝藻水域中的有效杀菌浓度为O~3ppm时，几乎没有抑菌的效果；当纳米银在蓝藻水域中的有效杀菌浓度为3~5ppm时，抑菌率不断上升；当纳米银在蓝藻水域中的有效杀菌浓度为5ppm时，抑菌率达到最大值78% ;当纳米银在蓝藻水域中的有效杀菌浓度大于5ppm时，抑菌率保持78%不再上升。因此，纳米银在蓝藻水域中的有效杀菌浓度应大于或等于3ppm。实例二纳米银处理的全棉纺织品本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，具体步骤如下：步骤1：用水和酒精将载体清洗后干燥，对干燥的载体进行预处理，使载体表面获得羟基和羧基，再将所述载体放入氨基硅烷的无水乙醇溶液中进行浸泡，使载体表面获得氨基；步骤2：将经过步骤1处理的载体浸渍在银离子溶液中，使所述载体表面吸附银离子；步骤3：将经过步骤2处理的载体浸渍在还原剂中，使载体表面的银离子还原成中性纳米银粒子；步骤4：将步骤3中获得的带有纳米银的载体制作成浮子，投入蓝藻水域中。

【技术特征摘要】
1.基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，具体步骤如下: 步骤1:用水和酒精将载体清洗后干燥，对干燥的载体进行预处理，使载体表面获得羟基和羧基，再将所述载体放入氨基硅烷的无水乙醇溶液中进行浸泡，使载体表面获得氨基; 步骤2:将经过步骤I处理的载体浸溃在银离子溶液中，使所述载体表面吸附银离子； 步骤3:将经过步骤2处理的载体浸溃在还原剂中，使载体表面的银离子还原成中性纳米银粒子； 步骤4:将步骤3中获得的带有纳米银的载体制作成浮子，投入蓝藻水域中。2.根据权利要求1所述的基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，其特征在于，通过等离子体放电法或酸碱腐蚀法使载体表面获得羟基和羧基。3.根据权利要求2所述的基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，其特征在于，所述载体为全棉织物或海绵或尼龙网或氧化铝片。4.根据权利要求1所述的基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，其特征在于，所述步骤I中的氨基硅烷的无水乙醇溶液的体积分数为2~10%。5.根据权利要求3所述的基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，其特征在于，所述全棉织物在氨基硅烷的无水乙醇溶液中浸泡时间为100~110分钟。6.根据权利要求1所述的基于纳米银的防护和治理蓝藻污染的方法，其特征在于，所述步骤2中的银离子溶液浓度为0.2~20mmol/L。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨得全，
申请(专利权)人：无锡市顺业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：