[发明专利]用于去除水体藻类的光催化海绵及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种用于去除水体藻类的光催化海绵的制备方法及用于去除水体藻类的光催化海绵和其应用。该用于去除水体藻类的光催化海绵的制备方法包括如下步骤：使用Ag/AgCl@ZIF‑8的水溶液浸泡海绵，得到光催化海绵湿样；干燥上述光催化海绵湿样，得到用于去除水体藻类的光催化海绵。上述制备方法得到的光催化海绵基于海绵的浮力漂浮于水体表面，可以直接利用光子能量，从而提高了光催化剂对光子的利用率；基于海绵的浮力漂浮于水体表面，能够与于发生水华的藻类直接接触，从而提高除藻效率；并且基于海绵的团块状结构，便于回收利用。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种用于去除水体藻类的光催化海绵的制备方法及用于去除水体藻类的光催化海绵和其应用。

背景技术

随着全球气候变暖及工业化进程的加快，氮、磷元素引起的水体富营养化导致蓝藻水华暴发的现象愈发严重。蓝藻大量繁殖会消耗水中的溶解氧，使水体的透光率下降、pH发生改变，水生动植物的生存环境受到威胁。蓝藻死亡时会释放毒性极强的微囊藻毒素，微囊藻毒素在水中极度稳定，具有难生物降解性和持久性，难以被传统的水处理工艺去除。同时蓝藻会阻碍絮凝沉淀过程影响饮用水水质。此外，蓝藻细胞内有机物的释放会使水中的总溶解性有机碳含量升高，在氯消毒处理过程中容易产生消毒副产物，增加了水处理过程的困难和成本。

光催化技术是目前治理蓝藻水华常用的技术之一，该技术能够利用太阳能进行光催化氧化反应杀灭或抑制藻类生长。因为能源获取容易、成本低、对污染物降解彻底及无二次污染的优点而备受青睐。纳米光催化材料具有活性高、化学稳定性好、无毒、微粒简便易得、成本低廉、原料丰富、吸附能力强等优点，是最热门的光催化剂之一，被广泛应用于各类光催化氧化反应。纳米光催化剂与微生物相互作用可以产生活性氧簇，活性氧簇不仅能杀灭微生物(如蓝藻、细菌等)，还能降解各种化学污染物(如降解藻毒素、臭味物质等)，是一种有效的、成本低廉的水华蓝藻控制新方法。

但目前常用的纳米光催化剂在实际水体中的应用还存在着一些问题：(1)光催化剂体系基本为悬浮体系，对生长于水体表面的藻类的处理效果不佳；(2)光催化剂在实际应用中不易回收，可能会对环境产生二次污染。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够处理水体表面藻类且易回收的用于去除水体藻类的光催化海绵的制备方法。

此外，还提供一种上述方法制备得到的用于去除水体藻类的光催化海绵和其应用。

一种用于去除水体藻类的光催化海绵的制备方法，包括如下步骤：

使用Ag/AgCl@ZIF-8的水溶液浸泡海绵，得到光催化海绵湿样；

干燥所述光催化海绵湿样，得到用于去除水体藻类的光催化海绵。

目前常用的光催化剂体系基本为悬浮体系，仅适用于水体中的均相污染物，不适合生长于水体表面的藻类，并且现有的光催化剂基本是粉末状，在应用中不易回收，可能会对环境产生二次污染。而上述利用海绵负载复合光催化剂Ag/AgCl@ZIF-8制备得到的用于去除水体藻类的光催化海绵，由于海绵的浮力能够漂浮于发生水华的水体表面，并且Ag/AgCl@ZIF-8可以直接利用光子能量，从而能够高效的处理掉水体表面的藻类；并且利用上述方法制备得到的用于去除水体藻类的光催化海绵为团块状结构，容易回收处理。

在其中一个实施例中，在所述得到用于去除水体藻类的光催化海绵湿样的步骤之前，还包括使用表面活性剂溶液对所述海绵进行浸泡改性的步骤。

在其中一个实施例中，所述使用表面活性剂对所述海绵进行浸泡改性的步骤包括：

使用表面活性剂溶液浸泡所述海绵；

取出所述海绵，清除掉所述海绵上多余的所述表面活性剂溶液；

干燥所述海绵，得到改性海绵。