專(zhuān)利名稱(chēng)：一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
藍(lán)藻污染是一個(gè)世界范圍內(nèi)環(huán)保難題，藍(lán)藻可以在充分的氮和磷的環(huán)境中通過(guò)陽(yáng)光照射迅速繁殖，并覆蓋在水面上，使魚(yú)類(lèi)因缺氧而大面積死亡，污染水源，并產(chǎn)生有害毒素進(jìn)而危害人體健康。最近的研究表明，藍(lán)藻所產(chǎn)生的有害毒素可以污染水質(zhì)，危害肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)。另外，藍(lán)藻所產(chǎn)生的毒素可直接刺激皮膚、眼睛、鼻子、喉嚨以及引起呼吸道炎癥。在1998年和2005年，美國(guó)環(huán)?？偩謱⑺{(lán)藻污染以及產(chǎn)生的毒素列為重大污染物之一?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)于藍(lán)藻污染的治理還沒(méi)有一種有效和快速的方法，用人工方法控制藍(lán)藻生產(chǎn)的條件，包括增加新鮮水的比例，使用超聲波或生物學(xué)的方法治理藍(lán)藻污染，但效果均不明顯，所以現(xiàn)在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上急需開(kāi)發(fā)出一種高效的和低毒性的方法治理大面積的藍(lán)藻污染。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用光分解反應(yīng)使藍(lán)藻快速分解為二氧化碳和水，以達(dá)到快速治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料。本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料，其關(guān)鍵在于包括以下質(zhì)量份數(shù)的物質(zhì)組成；納米TiO230 80 份納米硅10 50份上述納米復(fù)合材料中還添加有納米銀2 20份。上述納米TiO2為5 200nm ；納米硅為10 50nm ；納米銀為10 50nm。上述納米TiO2、納米硅和納米銀在超聲環(huán)境下攪拌1 池混合在一起。納米TW2和納米硅納混合米材料混合于溶液中，并經(jīng)過(guò)超聲波處理結(jié)合而成，實(shí)驗(yàn)得出納米材料在經(jīng)過(guò)超聲處理后均具有穩(wěn)定的效果，應(yīng)用時(shí)這些高濃度的納米溶液可根據(jù)需要稀釋成為不同濃度的納米混合物溶液。我們發(fā)現(xiàn)，納米混合材料的光分解反應(yīng)的最佳濃度為0. 02%，因此，在以下對(duì)于藍(lán)藻的光分解實(shí)驗(yàn)中，我們應(yīng)用0. 02%的納米混合物溶液。還加入少量納米銀復(fù)合在一起，得出明顯增強(qiáng)納米復(fù)合材料的光分解活性，這種納米復(fù)合材料具有更強(qiáng)的光分解反應(yīng)，光電離子在納米復(fù)合材料被結(jié)合后，可以進(jìn)一步在納米復(fù)合材料表面產(chǎn)生OH分子，使光分解反應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)。納米復(fù)合材料對(duì)于降低水面氮和磷濃度的作用納米復(fù)合材料降低水面氮和磷濃度的理論依據(jù)=TiO2納米復(fù)合材料在水中可分解成為02_過(guò)氧根離子和0H_離子，02_過(guò)氧根離子與N離子在水中合成為N2 O2- 二氧化氮?dú)怏w蒸發(fā)；02_過(guò)氧根離子與P離子在水中合成為PO2-氣體蒸發(fā)。因此，實(shí)驗(yàn)證實(shí)本納米復(fù)合材料具有降低水面氮和磷濃度的作用。本發(fā)明納米復(fù)合材料對(duì)藍(lán)藻污染的治理實(shí)驗(yàn)我們用一種典型的藍(lán)藻Microcystis aeruginosa用于本試驗(yàn)，這種藍(lán)藻非常容易引起淡水和咸水的大面積爆發(fā)。這種大面積爆發(fā)的藍(lán)藻污染可以產(chǎn)生明顯的毒素，使人間產(chǎn)生腹部痙攣，并嚴(yán)重傷害狗和其它的動(dòng)物，我們使用ASTM測(cè)試方法來(lái)測(cè)試納米復(fù)合材料對(duì)于藍(lán)藻的治理作用。試驗(yàn)表明納米復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)明顯降低蘭藻污染，對(duì)于藍(lán)藻污染具有明顯的濃度依存性的效果。在本試驗(yàn)當(dāng)中藍(lán)藻生長(zhǎng)在合適的淡水或咸水的環(huán)境中96個(gè)小時(shí)，納米復(fù)合材料的治理效果用IC50來(lái)表示。IC50是指納米復(fù)合材料作用于藍(lán)藻，使其生產(chǎn)速度降底50%時(shí)候的濃度。本發(fā)明納米復(fù)合材料對(duì)淡水或鹽水中魚(yú)類(lèi)和水中植物的影響實(shí)驗(yàn)本試驗(yàn)的目的是測(cè)定納米復(fù)合材料對(duì)于魚(yú)類(lèi)和水中植物毒性的影響，我們應(yīng)用納米復(fù)合材料1、10或100mg/L在正常光源下對(duì)水中的魚(yú)類(lèi)Pim印hales promelas進(jìn)行了 96 小時(shí)的測(cè)試，和對(duì)Daphnia magna進(jìn)行了 48小時(shí)的測(cè)試，均未發(fā)現(xiàn)異常的反應(yīng)，在本試驗(yàn)中我們用不同種的淡水和咸水的魚(yú)類(lèi)來(lái)測(cè)試納米復(fù)合材料的副作用，并確定環(huán)境的安全濃度，我們這些試驗(yàn)是根據(jù)美國(guó)環(huán)?？偩趾椭袊?guó)環(huán)保部的要求用標(biāo)準(zhǔn)的方法來(lái)測(cè)定納米復(fù)合材料的可能的副作用，我們確定急性(短期死亡率)和慢性(長(zhǎng)期影響)的反應(yīng)。試驗(yàn)在熒光和紫外光的條件下進(jìn)行，正如再第三階段所描述的，我們確定納米復(fù)合材料在急性實(shí)驗(yàn)中的LC50(殺死50%試驗(yàn)魚(yú)類(lèi)的納米材料的濃度)和在慢性實(shí)驗(yàn)中的N0EC/L0EC的濃度。 NOEC是指納米復(fù)合材料對(duì)于所測(cè)試的魚(yú)類(lèi)或生物或水中植物沒(méi)有影響的最高濃度。LOEC 是指納米復(fù)合材料對(duì)所測(cè)試的魚(yú)類(lèi)或生物或水中植物所產(chǎn)生影響的最低濃度。我們用青蛙試驗(yàn)測(cè)定FETAX數(shù)據(jù)(青蛙妊娠試驗(yàn))。我們用納米復(fù)合材料對(duì)于Xenopus Iaevis蛙的四天胚胎發(fā)育毒性試驗(yàn)。在本實(shí)驗(yàn)中我們測(cè)定了急性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)。在急性實(shí)驗(yàn)中我們測(cè)定了胚胎生長(zhǎng)的LC50，我們還測(cè)定了納米復(fù)合材料對(duì)胚胎生長(zhǎng)的EC50 (納米復(fù)合材料影響50%胚胎生長(zhǎng)的濃度)。TI (teratogenic index)數(shù)值用LC50和EC50計(jì)算決定 (Tl =LC50/EC50)。經(jīng)過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，我們得出結(jié)論，本項(xiàng)目產(chǎn)品對(duì)于水中魚(yú)類(lèi)，青蛙妊娠等均無(wú)毒性影響和副作用。本發(fā)明納米復(fù)合材料利用光分解反應(yīng)使藍(lán)藻快速分解為二氧化碳和水，以達(dá)到快速治理藍(lán)藻污染的目的。納米復(fù)合材料主要采用納米級(jí)TiO2和納米級(jí)Silicon。這些納米材料可以在水面結(jié)合藍(lán)藻，使之分解成為較小的藍(lán)藻顆粒，這些較小的藍(lán)藻顆粒進(jìn)一步與納米材料結(jié)合并使之分解成為更小的藍(lán)藻顆粒，這樣反復(fù)循環(huán)，可使藍(lán)藻快速分解成為很細(xì)小的顆粒，直到最終使藍(lán)藻分解成為(X)2和水。有益效果本發(fā)明在藍(lán)藻污染的水面可以大面積的應(yīng)用，形成較高濃度的納米復(fù)合體和藍(lán)藻結(jié)合的狀態(tài)，使藍(lán)藻在光合作用下可以大面積的分解，這種形式可以將納米復(fù)合材料快速應(yīng)用到大面積的藍(lán)藻污染的水面，并使水面中氮和磷的含量明顯降低，從根本上減少了藍(lán)藻生長(zhǎng)的環(huán)境；同時(shí)加工生產(chǎn)成本低，產(chǎn)量高，使這種納米復(fù)合材料便于應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
4實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4納米TW230g(5nm)50g(IOOnm)60g(150nm)80g(200nm)納米硅IOg(IOnm)30g(30nm)20g(40nm)50g(50nm)納米銀2g(IOnm)15g(30nm)20g(50nm) 按照上述實(shí)施例將納米材料混合于溶解為溶液，并經(jīng)過(guò)超聲波處理結(jié)合而成，然后統(tǒng)一配制為0.02%濃度的溶液。我們用一種典型的藍(lán)藻Microcystis aeruginosa用于試驗(yàn)，我們使用ASTM測(cè)試方法來(lái)測(cè)試納米復(fù)合材料對(duì)于藍(lán)藻的治理作用。上述實(shí)施例1-4 配制的溶液都能明顯降低蘭藻污染，對(duì)于藍(lán)藻污染具有明顯的濃度依存性的效果。在本試驗(yàn)當(dāng)中藍(lán)藻生長(zhǎng)在合適的淡水或咸水的環(huán)境中96個(gè)小時(shí)，納米復(fù)合材料的治理效果用 IC50來(lái)表示。IC50是指納米復(fù)合材料作用于藍(lán)藻，使其生產(chǎn)速度降底50%時(shí)候的濃度。
權(quán)利要求
1.一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料，其特征在于包括以下質(zhì)量份數(shù)的物質(zhì)組成； 納米TiO230 80份納米硅10 50份
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料，其特征在于所述納米復(fù)合材料中還添加有納米銀2 20份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料，其特征在于所述納米TiR為5 200nm ；納米硅為10 50nm ；納米銀為10 50nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料，其特征在于所述納米 TiO2、納米硅和納米銀混合溶解成溶液在超聲環(huán)境下攪拌1 池混合在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種治理藍(lán)藻污染的納米復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的物質(zhì)組成；納米TiO230～80份；納米硅10～50份還添加有納米銀2～20份。本發(fā)明在藍(lán)藻污染的水面可以大面積的應(yīng)用，形成較高濃度的納米復(fù)合體和藍(lán)藻結(jié)合的狀態(tài)，使藍(lán)藻在光合作用下可以大面積的分解，這種形式可以將納米復(fù)合材料快速應(yīng)用到大面積的藍(lán)藻污染的水面，并使水面中氮和磷的含量明顯降低，從根本上減少了藍(lán)藻生長(zhǎng)的環(huán)境；生產(chǎn)成本低，產(chǎn)量高，使這種納米復(fù)合材料便于應(yīng)用。
文檔編號(hào)B82Y30/00GK102167419SQ201110021000
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者魏?jiǎn)櫭?申請(qǐng)人:魏?jiǎn)櫭?br>