CN111547808A - 一种基于纳米碳材料的水体灭藻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于纳米碳材料的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，包括碳纳米核磁复合模块，所述碳纳米核磁复合模块包括浮游顶板和下置盒，所述下置盒的内腔设有交流电源，且下置盒的外端设有纳米碳材料，所述浮游顶板的上端设有交流电开关，且交流电开关与交流电源电性连接，所述交流电源与纳米碳材料作用连接，具有无二次污染、投资少、体积小、占地少、可移动、无需土建等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水域藻类治理技术领域，尤其涉及一种基于纳米碳材料的光催化氧化作用的水体灭藻方法。
背景技术
水污染综合防治是综合运用各种措施以防治水体污染的措施。防治措施涉及工程的与非工程的两类，主要有：①减少废水和污染物排放量，包括节约生产废水，规定用水定额，改善生产工艺和管理制度、提高废水的重复利用率，采用无污染或少污染的新工艺，制定物料定额等。对缺水的城市和工矿区，发展区域性循环用水、废水再用系统等。②发展区域性水污染防治系统，包括制定城市水污染防治规划、流域水污染防治管理规划，实行水污染物排放总量控制制度，发展污水经适当人工处理后用于灌溉农田和回用于工业，在不污染地下水的条件下建立污水库，枯水期贮存污水减少排污负荷、洪水期内进行有控制地稀释排放等。③发展效率高、能耗低的污水处理等技术来治理污水。
然而现有的水域在进行藻类治理过程，需要进行繁冗的土建作业，投资大，没办法适应多种工况条件，导致在治理时，没办法保证治理效果，同时现有的治理办法在进行运输过程，需要很多的人力物力进行操作，导致使用效果差，没办法符合大环境的治理标准。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于纳米碳材料的光催化氧化作用的水体灭藻方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于纳米碳材料的光催化氧化作用的水体灭藻方法，包括碳纳米核磁复合模块，所述碳纳米核磁复合模块包括浮游顶板和下置盒，所述下置盒的内腔设有交流电源，且下置盒的外端设有纳米碳材料，所述浮游顶板的上端设有交流电开关，且交流电开关与交流电源电性连接，所述交流电源与纳米碳材料作用连接。
优选的，包括以下步骤：
(1)将带有纳米碳材料的碳纳米核磁复合模块浸没且悬浮于待治理水体中；
(2)开启电源。
优选的，所述的纳米碳材料在交流高压电场作用下，形成场发射效应，释放大量低能电子。
优选的，所述的电子通过运动和/或水体流动作用于水体中有机络合物，使有机络合物离散，并聚集于这些有机络合物表面，形成一系列具有光触媒特性的以碳为主要骨架的分子结构化合物，直至电子在超过一定距离后能量衰减。
优选的，所述在紫外光及可见光的作用下，这些具有光触媒特性的化合物产生强烈催化降解功能，将水及其中的O2催化成氧化能力的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-)、活性氧(HO 2-，H2O2)等具有氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团具有很强的氧化性，可以快速杀死水体中的蓝藻绿藻等单细胞藻类。
优选的，所述的碳纳米核磁复合模块的外侧设有藻类检测装置，且藻类检测装置与交流电源电性连接，当藻类检测装置检测水质中的藻类处理完毕后，交流电源自动关闭。
优选的，所述的纳米碳材料通过粘合作用固定于碳纳米核磁复合模块的外侧，且纳米碳材料以为sp2或sp3杂化的碳-碳键连接的碳材料。
优选的，所述纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯或纳米金刚石。
优选的，所述纳米碳才来在经过氧化后，纳米碳材料表面具有单一官能团C＝0，单一氧官能团中氧原子含量为1-10at％。
本发明的有益效果：
本发明具有以下优点
1.本发明可快速、有效杀死水体中的蓝藻绿藻等单细胞藻类，且作用范围一般覆盖以碳纳米核磁复合模块为圆心的1-2km范围。
2.本发明具有无二次污染、投资少、体积小、占地少、可移动、无需土建等优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种基于纳米碳材料的光催化氧化作用的水体灭藻方法，包括碳纳米核磁复合模块，所述碳纳米核磁复合模块包括浮游顶板和下置盒，所述下置盒的内腔设有交流电源，且下置盒的外端设有纳米碳材料，所述浮游顶板的上端设有交流电开关，且交流电开关与交流电源电性连接，所述交流电源与纳米碳材料作用连接。
包括以下步骤：
(1)将带有纳米碳材料的碳纳米核磁复合模块浸没且悬浮于待治理水体中；
(2)开启电源。
优选的，所述的纳米碳材料在交流高压电场作用下，形成场发射效应，释放大量低能电子，所述的电子通过运动和/或水体流动作用于水体中有机络合物，使有机络合物离散，并聚集于这些有机络合物表面，形成一系列具有光触媒特性的以碳为主要骨架的分子结构化合物，直至电子在超过一定距离后能量衰减，所述在紫外光及可见光的作用下，这些具有光触媒特性的化合物产生强烈催化降解功能，将水及其中的O2催化成氧化能力的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-)、活性氧(HO2-，H2O2)等具有氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团具有很强的氧化性，可以快速杀死水体中的蓝藻绿藻等单细胞藻类，所述的碳纳米核磁复合模块的外侧设有藻类检测装置，且藻类检测装置与交流电源电性连接，当藻类检测装置检测水质中的藻类处理完毕后，交流电源自动关闭，所述的纳米碳材料通过粘合作用固定于碳纳米核磁复合模块的外侧，且纳米碳材料以为sp2或sp3杂化的碳-碳键连接的碳材料，所述纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯或纳米金刚石，所述纳米碳才来在经过氧化后，纳米碳材料表面具有单一官能团C＝0，单一氧官能团中氧原子含量为1-10at％。
该发明实现了本发明可快速、有效杀死水体中的蓝藻绿藻等单细胞藻类，且作用范围一般覆盖以碳纳米核磁复合模块为圆心的1-2km 范围的功能，同时具有无二次污染、投资少、体积小、占地少、可移动、无需土建等优点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于纳米碳材料的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，包括碳纳米核磁复合模块，所述碳纳米核磁复合模块包括浮游顶板和下置盒，所述下置盒的内腔设有交流电源，且下置盒的外端设有纳米碳材料，所述浮游顶板的上端设有交流电开关，且交流电开关与交流电源电性连接，所述交流电源与纳米碳材料作用连接。
2.根据权利要求1所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将带有纳米碳材料的碳纳米核磁复合模块浸没且悬浮于待治理水体中；
(2)开启电源。
3.根据权利要求1所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，所述的纳米碳材料在交流高压电场作用下，形成场发射效应，释放大量低能电子。
4.根据权利要求3所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，所述的电子通过运动和/或水体流动作用于水体中有机络合物，使有机络合物离散，并聚集于这些有机络合物表面，形成一系列具有光触媒特性的以碳为主要骨架的分子结构化合物，直至电子在超过一定距离后能量衰减。
5.根据权利要求4所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，所述在紫外光及可见光的作用下，这些具有光触媒特性的化合物产生强烈催化降解功能，将水及其中的O2催化成氧化能力的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-)、活性氧(HO2-，H2O2)等具有氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团具有很强的氧化性，可以快速杀死水体中的蓝藻绿藻等单细胞藻类。
6.根据权利要求1所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，所述的碳纳米核磁复合模块的外侧设有藻类检测装置，且藻类检测装置与交流电源电性连接，当藻类检测装置检测水质中的藻类处理完毕后，交流电源自动关闭。
7.根据权利要求1所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，所述的纳米碳材料通过粘合作用固定于碳纳米核磁复合模块的外侧，且纳米碳材料以为sp2或sp3杂化的碳-碳键连接的碳材料。
8.根据权利要求1所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法的制备方法，其特征在于，所述纳米碳材料为碳纳米管、石墨烯或纳米金刚石。
9.根据权利要求1所述的光催化氧化作用的水体灭藻方法，其特征在于，所述纳米碳才来在经过氧化后，纳米碳材料表面具有单一官能团C＝0，单一氧官能团中氧原子含量为1-10at％。
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