一种缓释型复合除藻剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种缓释型复合除藻剂及其制备方法和应用，属于蓝藻水华水体治理技术领域。缓释型复合除藻剂，包括吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管10份，分散剂1

【技术实现步骤摘要】
一种缓释型复合除藻剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及蓝藻水华水体治理
，更具体地，涉及一种缓释型复合除藻剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，由于气候变化、CO2浓度增加和水体富营养化，藻类水华的爆发变得更加严重和频繁，其导致的生态破坏和经济损失难以估量。蓝藻作为水华的常见优势藻种，除了会导致严重的经济损失，还会带来微囊藻毒素等环境安全问题。近来甚至有研究发现，在蓝藻水华爆发严重的美国佛罗里达州当地居民的鼻孔中检测出了微囊藻毒素，而且其浓度与水环境中的微囊藻毒素浓度具有一定的相关性，说明长期暴露在有毒藻类水华的空气中也具有一定的健康风险。因此，开发新型、高效的除藻剂势在必行。
[0003]化感作用广泛存在于自然界的生态系统中，其指的是一些植物或微生物受到环境影响或者胁迫时，会产生特殊的化学物质释放至环境中，以形成竞争优势。被释放并能产生化感作用的物质被称为化感物质，在应用于除藻领域时，化感物质通常通过抑制酶活性和光合作用来抑制藻类的生长，有时候还会通过破坏细胞结构，改变环境因子等途径影响藻类生长。
[0004]现有技术《对叔丁基邻苯二酚对铜绿微囊藻的化感抑制作用》中通过叔丁基邻苯二酚(TBC)作为化感物质抑制铜绿微囊藻的生长。初始藻浓度为 1
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106cell
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ml
‑1，当TBC的投加浓度为0.05mg/L时，9天后，铜绿微囊藻逐渐恢复增殖能力，出现生物反弹现象。当TBC的投加浓度为0.1mg/L时，虽然对铜绿微囊藻的抑制作用起效快且持久，第15天的相对抑制率达到98％以上，但是由于TBC的投加浓度较高，会对水体中的鱼类等产生生物毒性，造成环境的污染。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有对叔丁基邻苯二酚的投加浓度过低会造成铜绿微囊藻的生物反弹，对叔丁基邻苯二酚的投加浓度过高会对水体中斑马鱼等产生生物毒性的缺陷和不足，提供一种缓释型复合除藻剂，以多壁碳纳米管(MWCNTs)材料作为载体，负载化感物质对叔丁基邻苯二酚，通过分散剂将吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管均匀分散，制备得到的缓释型复合除藻剂具有优异的去除铜绿微囊藻的性能，且在水体中可缓慢释放，既不会出现藻类的生物反弹，也不会对水体中的鱼类产生生物毒性，实现持续性抑藻。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种缓释型复合除藻剂的制备方法。
[0007]本专利技术的还一目的在于提供一种缓释型复合除藻剂在治理铜绿微囊藻中的应用。
[0008]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种缓释型复合除藻剂，按重量份数计，包括以下组分：吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管10份，分散剂1
‑
2份和水，
[0010]其中，所述吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管中，对叔丁基邻苯二酚和多壁碳纳米管的质量比为(0.2～0.3)：1；
[0011]分散剂与水的质量比为1：(5000～10000)。
[0012]本专利技术的缓释型复合除藻剂，以多壁碳纳米管材料作为载体，负载化感物质对叔丁基邻苯二酚，通过分散剂将吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管均匀分散，制备得到的缓释型复合除藻剂具有优异的去除铜绿微囊藻的性能，且在水体中可缓慢释放，既不会出现藻类的生物反弹，也不会对水体中的鱼类产生生物毒性，实现持续性抑藻。
[0013]由于对叔丁基邻苯二酚容易分解，本专利技术利用多壁碳纳米管吸附对叔丁基邻苯二酚，利用碳纳米管材料的异质吸附与磁滞现象特性可以实现对TBC的缓释，从而解决化感物质变质的问题。并且，在负载TBC后，MWCNTs在水中的平均粒径更小，投加时瞬时起效的团聚作用，因此自身的除藻性能也得到了强化。
[0014]而且，吸附对叔丁基邻苯二酚后，由于多壁碳纳米管自身的微观结构没有发生变化，多壁碳纳米管自身的团聚效应仍然可以起效，辅助去除部分藻细胞、实现强化絮凝的效果。
[0015]本专利技术缓释型复合除藻剂在环境中能够释放对叔丁基邻苯二酚，其化感作用能够有效杀伤铜绿微囊藻。为对抗缓释型复合除藻剂带来的影响，铜绿微囊藻会产生应激反应，具体表现为细胞内的蛋白质、ATP、叶绿素浓度和SOD酶活性增高，说明蛋白质合成、氧化应激和能量系统活性增强。
[0016]为了进一步提高缓释型复合除藻剂对藻类的抑制率，优选地，按重量份数计，包括以下组分：吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管1份，分散剂100份，水1000份。
[0017]优选地，所述分散剂为十二烷基硫酸钠。
[0018]十二烷基硫酸钠具有较好的分散多壁碳纳米管的效果。
[0019]而且，十二烷基硫酸钠对藻类无毒性，对藻类的生长没有负面作用，可以应用在对藻类的治理中。
[0020]优选地，所述缓释型复合除藻剂中，所述吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管的平均粒径为100～300nm。
[0021]相对于多壁碳纳米管，本专利技术缓释型复合除藻剂中的吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管，平均粒径更小，粒度更小，具有更好的分散性。
[0022]而且，纳米级的吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管能够对藻细胞造成物理损伤，直接刺穿藻细胞的细胞壁、细胞膜，从而导致藻细胞的死亡；而且藻细胞会通过胞吞等形式主动摄取环境中的缓释型复合除藻剂，使得缓释型复合除藻剂进入细胞内，在细胞质内游离的缓释型复合除藻剂可以损伤藻细胞的细胞器，也会干扰核苷区的正常生命活动，从而起到抑制藻细胞生长的作用。
[0023]优选地，所述多壁碳纳米管的外径为5～15nm，长度为10～30μm，比表面积为220～330m2/g。
[0024]本专利技术还保护上述任意一项所述缓释型复合除藻剂的制备方法，包括如下步骤：
[0025]S1.将多壁碳纳米管与对叔丁基邻苯二酚水溶液混合，分散均匀，得到吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管；
[0026]S2.将吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管研磨后分散在分散剂溶液中，得
到所述缓释型复合除藻剂；
[0027]其中，S1中，对叔丁基邻苯二酚水溶液的浓度为800
‑
1200mg/L，混合温度为15
‑
25℃，混合条件为在振荡器中振荡，振荡频率为150～250rpm，振荡时间为 2h。
[0028]为了进一步提高多壁碳纳米管对于对叔丁基邻苯二酚的吸附性，使得多壁碳纳米管负载能够尽可能多的对叔丁基邻苯二酚，优选地，对叔丁基邻苯二酚水溶液的浓度为1000mg/L，混合温度为10℃，混合条件为振荡，振荡频率为200rpm，振荡时间为1h。
[0029]振荡条件为避光，在避光的条件下，对叔丁基邻苯二酚的光解反应可以得到抑制，以减少在吸附过程中的损失，从而保证多壁碳纳米管对其的吸附量尽可能大。
[0030]优选地，S2中，超声分散每4
‑
5min后停止超声1
‑
2mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓释型复合除藻剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管10份，分散剂1
‑
2份，其中，所述吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管中，对叔丁基邻苯二酚和多壁碳纳米管的质量比为(0.2～0.3)：1。2.如权利要求1所述缓释型复合除藻剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管10份，分散剂1份，水10000份。3.如权利要求1所述缓释型复合除藻剂，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠。4.如权利要求1所述缓释型复合除藻剂，其特征在于，所述缓释型复合除藻剂中，所述吸附有对叔丁基邻苯二酚的多壁碳纳米管的平均粒径为100～300nm。5.如权利要求4所述缓释型复合除藻剂，其特征在于，所述多壁碳纳米管的外径为5～15nm，长度为10～30μm，比表面积为220～330m
2/
g。6.权利要求1～5任意一项所述缓释型复合除藻剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将多壁碳纳米管与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天翔，王志红，柳君侠，仇永婷，黄梓淇，刘立凡，植许鋆，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：