光催化剂对富营养化水体中蓝藻生长的杀灭效应(2)
时间:2018-11-18 19:43 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
目前对蓝藻水华的治理方法主要有生物法、物理法、化学法，虽然都取得了一定的成效，但是具有费时、费力等局限性，同时也存在二次污染的隐患。为了找到一种有效的防理方法，寻求高质、高量、对生态环境没有伤害的蓝藻水华的治理方法具有划时代意义[6]。 光催化技术因其氧化能力强、催化活性高、无毒、稳定性好等特点，被广泛应用于污水处理、空气净化和消毒灭菌等领域，具有良好的应用前景[7]。光催化剂主要是半导体物质，可实现从光能到化学能的转化，其原理主要是催化剂吸收光能时，产生光生电子一空穴对，进而对吸附于表面的污染物直接进行氧化还原。当光催化剂作用在蓝藻上时，受光能的激发，光催化剂产生活性氧类和羟基自由基，与蓝藻细胞内的蛋白质、脂类等生物大分子发生氧化反应，从而破坏其细胞结构和生物学功能，结果导致细胞裂解死亡，同时将死亡藻细胞释放出的藻毒素逐步降解，经过一系列的反应，将其转化为无毒的酸和醛类氧化物，催化剂本身不影响生态环境，不会引起二次污染。从环保节能的角度看，蓝藻的生长繁殖需要光合作用提供能源，故通常漂浮在阳光充足的水面，而光催化剂正好利用这一特点，将除藻技术在实际应用中的运用实施。 目前，TiO2是应用最广泛的光催化剂，但它的带隙能仅为3.2ev左右，不能利用太阳光，只能吸收太阳光中的紫外光，且受光激发后，易发生光生电子和空穴复合，因而限制了它的进一步推广和应用[8,9]。而新型的半导体材料---卤氧化铋类（BiOX，X=Cl，Br，I），作为光催化剂，不但在紫外光下，在可见光下也显示出良好的催化活性，尤其是在可见光范围内有明显的光吸收能力，对太阳光光能的利用率大大超过TiO2，所以对可见光的利用率更高，并且卤氧化铋类的光催化活性随卤素原子相对分子质量的增加而增强，具有较好的发展前景[10-12]。 本研究以BiOI为例，采用沉淀法制备BiOI光催化剂，以蓝藻门的代表植物--颤藻为研究对象，通过光催化剂对颤藻外观、生理生化指标等测定，希望为水污染的治理找到有效的途径[13]。 1 实验部分 1.1主要实验材料及器材 1.1.1 实验材料 光催化剂：(1)沉积-沉淀法制备的BiOI（300°C焙烧2.5h） (2)溶胶-凝胶法制备的TiO2（400°C焙烧6h） 蓝藻：颤藻（取自周口市周口公园人工湖） 1.1.2 主要的仪器和设备 电热恒温水浴锅（SY型；北京泰克仪器有限公司）； 恒温加热磁力搅拌器（CL4型；巩义市英峪予华仪器厂）； 电子天平（AL204型；梅特勒-托利多仪器有限公司）； 光照培养箱（GX2智能型；宁波市新江南仪器有限公司）； 恒温振荡器（HZQ-X300型；河南致达电子有限公司）； 冰箱（BCD-215KCM型；青岛海尔股份有限公司）； 扫描电镜（JSM-670型；苏净集团苏州安泰空气技术有限公司）； X-射线粉末测试仪（BR-AXS-D8-A型；丹东通达科技有限公司）； 透射电镜（JEM-2100型；日本电子公司）； 电子显微镜；光学显微镜；烧杯；量筒；锥形瓶；玻璃棒；容量瓶；试管；移液管；移液枪等。 1.2 光催化剂的制备与表征 1.2.1 样品的制备 将9.7g五水合硝酸铋溶于20mL蒸馏水和20mL乙酸的混合液中，得A溶液。将50mL蒸馏水、50mL乙醇和10mL油酸混合液中加入2.7g乙酸钠和3.3g碘化钾，得B液。在室温下，将A液逐滴滴入B液中，出现红色沉淀。继续搅拌2h后，离心，将所得沉淀物用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤，60℃干燥箱内干燥，得深红色粉末。再将干燥后的粉末转移至马弗炉300℃煅烧2.5h和5h，得BiOI粉末。 (责任编辑：qin) |