專利名稱：一種水質(zhì)凈化噴霧劑及其應(yīng)用和水質(zhì)凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水質(zhì)凈化方式，尤其是一種水質(zhì)凈化噴霧劑及其應(yīng)用和水質(zhì)凈化方法。
背景技術(shù)：
水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，水產(chǎn)品也得到廣大消費(fèi)者的認(rèn)可，然而也存在一些問題，甚至出現(xiàn)有毒水產(chǎn)養(yǎng)殖品，給消費(fèi)者和社會(huì)造成不良影響。存在的問題主要有下列幾方面1. 1養(yǎng)殖池滋生有害菌種，侵害養(yǎng)殖對(duì)象。1. 2投放飼料后，不對(duì)水生物的口味，飼料殘留造成水質(zhì)污染。1. 3水生物的排泄物對(duì)水質(zhì)的持續(xù)污染?？傊捎谒a(chǎn)養(yǎng)殖過程中存在多種污染源，使得水產(chǎn)養(yǎng)殖池水質(zhì)量變壞，甚至臭不可聞，這種情況當(dāng)然不利于水生物的生長(zhǎng)，甚至危及生命，增大死亡率，十分不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有光催化作用的水質(zhì)凈化噴霧劑及其應(yīng)用和方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種水質(zhì)凈化噴霧劑，含有納米氧化鋅和使納米氧化鋅形成多相流的分散劑。其中，所述納米氧化鋅的粒徑d < lOOnm。其中，所述分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、氣相二氧化硅中的一種或多種組
I=I O其中，還包括有表面活性劑，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種納米氧化鋅在水質(zhì)凈化上的應(yīng)用。其中，所述水質(zhì)凈化為養(yǎng)殖池水質(zhì)凈化。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的又一個(gè)技術(shù)方案是提供一種水質(zhì)凈化方法， 包括納米溶液的制作、霧化噴射；所述納米溶液的制作在水中加入納米氧化鋅粉體、分散劑和表面活性劑，納米氧化鋅粉體在分散劑的推動(dòng)下，通過混合剪切技術(shù)配制成混合均勻的納米溶液；所述霧化噴射納米溶液通過霧化技術(shù)噴射到需要凈化的水體中。其中所述混合剪切技術(shù)為高速旋轉(zhuǎn)混合，轉(zhuǎn)速為20000rpm。其中，所述分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、氣相二氧化硅中的一種或多種組合，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉。其中，水質(zhì)凈化為養(yǎng)殖池水質(zhì)凈化。本發(fā)明的有益效果是，通過在水質(zhì)凈化噴霧劑添加納米氧化鋅，在光照射下，進(jìn)行光催化效應(yīng)，具有強(qiáng)氧化性。作為強(qiáng)氧化劑而完成對(duì)有機(jī)物(或含氯)的降解，可將養(yǎng)殖池塘底泥及水中懸浮有機(jī)物降解，從而凈化水質(zhì)。納米氧化鋅在光照條件下會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴，可與表面吸附的H2O或OH—離子發(fā)生反應(yīng)形成具有強(qiáng)氧化性的羥基，從而殺死細(xì)胞。在現(xiàn)今的甲魚養(yǎng)殖行業(yè)，分為兩種養(yǎng)殖模式大棚溫室、土池外塘。納米氧化鋅水質(zhì)凈化噴霧劑，不僅可以改善養(yǎng)殖水體，對(duì)整個(gè)養(yǎng)殖溫室都具有良好的凈化作用，從而在整體上改善甲魚生存環(huán)境。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 圖1為本發(fā)明水質(zhì)凈化噴霧劑處理后的氨氮及亞硝酸含量變化曲線圖A ； 圖2為本發(fā)明水質(zhì)凈化噴霧劑處理后的氨氮及亞硝酸含量變化曲線圖B ； 圖3為對(duì)照組氨氮及亞硝酸鹽含量變化曲線圖A ； 圖4為對(duì)照組氨氮及亞硝酸鹽含量變化曲線圖B。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式詳予說明。本發(fā)明水質(zhì)凈化噴霧劑工藝技術(shù)流程在水中加入納米氧化鋅粉體、分散劑和表面活性劑，納米態(tài)超微粉體在分散劑的推動(dòng)下，采取高速旋轉(zhuǎn)混合剪切技術(shù)，要求轉(zhuǎn)速為 20000轉(zhuǎn)/min，通過混合剪切技術(shù)配制成均勻度良好的納米溶液，并以多相流的模式存在， 混合后納米溶液通過霧化技術(shù)噴射到需要凈化的水體中或者是養(yǎng)殖池中。所述分散劑促使物料顆粒均勻分散于介質(zhì)中，形成穩(wěn)定懸浮體的藥劑。分散劑一般分為無機(jī)分散劑和有機(jī)分散劑兩大類，無機(jī)分散劑有硅酸鹽類(例如水玻璃)和堿金屬磷酸鹽類(例如三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉等)。有機(jī)分散劑包括三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、古爾膠、脂肪酸聚乙二醇酯等，本實(shí)施例中分散劑選用六偏磷酸鈉、氣相二氧化硅中的一種或多種組合。分散劑有效分散納米氧化鋅，使納米氧化鋅在水體中粒徑達(dá)到50nm左右，占總體納米氧化鋅的比例為 75%，為產(chǎn)品的功能作用提供有力的分散度。所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或兩種組合。運(yùn)用十二烷基磺酸鈉，可明顯降低遞質(zhì)的表面張力，有利于潤(rùn)濕。經(jīng)過在水質(zhì)凈化噴霧劑添加納米氧化鋅，在光照射下，進(jìn)行光催化效應(yīng)，具有強(qiáng)氧化性。作為強(qiáng)氧化劑而完成對(duì)有機(jī)物(或含氯)的降解，可將養(yǎng)殖池塘底泥及水中懸浮有機(jī)物降解，從而凈化水質(zhì)。光催化理論開發(fā)應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)，是理論與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的一次創(chuàng)新。光催化是納米半導(dǎo)體獨(dú)特的性能之一。在光輻射下，納米半導(dǎo)體材料aio，發(fā)生光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的光子-電子-化學(xué)過程，促使有機(jī)物的合成，或使有有機(jī)物降解的反應(yīng)，稱為光催化。半導(dǎo)體光催化劑在入射波長(zhǎng)等于吸收閥值Xg時(shí)，吸收入射光的能量，使半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子躍遷到導(dǎo)帶上去而在價(jià)帶上產(chǎn)生空穴。即在入射激發(fā)下，半導(dǎo)體產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。由于我們采用納米半導(dǎo)體SiO粉體的顆粒只有50nm，尺寸很小，其內(nèi)部產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)很快運(yùn)動(dòng)到粒子表面。這些遷移到粒子表面的電子和空穴，發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。讓我們來看看反應(yīng)式。光催化反應(yīng)式
1ZiiOem2^ Zn0+e_+h+
2h++ZnO--0Η+Η+
3e、02-0,
「 ^4 O2^H2O--00Η+0Η"
5h++0if--OH
62 · OOH-02+Η202
7O2^H+--OOH
8e>H20+ · OOH-Η202+0Η"
9e> H2O2--OH +Off
10O2 + H2O2--OH +OH+O2表面羥基自由基· OH是有機(jī)光催化反應(yīng)的主要氧化劑，對(duì)催化氧化起決定作用， 因此，電子與氧的還原反應(yīng)不僅有助于穩(wěn)定空穴與氫氧根離子、水或有機(jī)物反應(yīng)，而且生成表面羥基自由基促進(jìn)了光催化氧化反應(yīng)的進(jìn)行。氧化過程中，不僅光生空穴有強(qiáng)的氧化作用，光生電子也直接參與反應(yīng)。在光催化過程中，光生電子通過與分子氧化反應(yīng)形成超氧負(fù)離子。有機(jī)物被空穴或羥基氧化后，再與分子氧反應(yīng)形成有機(jī)過氧基，超氧負(fù)離子與有機(jī)過氧基反應(yīng)生成不穩(wěn)定的有機(jī)四氧基，在很多情況下，最終分解成(X)2和H2O。下面是反應(yīng)式。RH+ · OH — R · +H2OR · +O2 — ROO ·ROO · +O2^ — R0000-ROO · + · OOH — R0000H通過上述反應(yīng)途徑，有更多的氧分子參與反應(yīng)，生成容易降解的四氧化物。這不僅加快了光催化反應(yīng)生成中間物的步驟，提高了光催化效率。光催化氧化反應(yīng)速率可應(yīng)用Langmuir-Hinshlwood動(dòng)力學(xué)方程來描述。y = kKC/(l+KC)式中Y是光催化反應(yīng)速率；C是反應(yīng)物濃度；k是在光催化劑表面活性位置的表面反應(yīng)速率常數(shù)；K是表觀吸附平衡常數(shù)。在低濃度時(shí)，KC彡1，則動(dòng)力學(xué)方程可以簡(jiǎn)化為y = kKC/1 = K, C
即反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比，初始濃度越高，降解速率越大。在1-6分鐘內(nèi)， 即可使有害化學(xué)揮發(fā)物降解98%。在高濃度時(shí)，kc彡1，則動(dòng)力學(xué)方程可以簡(jiǎn)化為Y = k此時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)濃度無關(guān)而為一常數(shù)，只與表面活性位置的反應(yīng)速率常數(shù)有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)物的濃度在中間范圍時(shí)，反應(yīng)速率Y與反應(yīng)物濃度有較復(fù)雜的關(guān)系。在整個(gè)光催化過程中，產(chǎn)生中間體· 0H、· 00H、02_。反應(yīng)中產(chǎn)生的中間體是光催化反應(yīng)過程的主要氧化劑，直接將有機(jī)物氧化分解，納米氧化鋅的光催化效果具有以下優(yōu)點(diǎn)1光催化降解速度快。實(shí)驗(yàn)中納米氧化鋅對(duì)有機(jī)揮發(fā)物的降解主要發(fā)生在前10分鐘，其降解率可達(dá)98%，有十分良好的處理效果。2降解范圍寬廣?？梢越到飧鞣N有機(jī)物，和部分無機(jī)物，尤其是氯代有機(jī)物、多環(huán)芳烴等，為水生物營造舒適、健康的生活環(huán)境。3波長(zhǎng)范圍寬。納米氧化鋅的吸收光譜波長(zhǎng)范圍很寬。我們的實(shí)驗(yàn)表明，在 320nm-1020nm范圍都有高的光催化效率，利用自然光源，不必提供額外能源，既節(jié)約儀器設(shè)備，又節(jié)約能源。4無二次污染。許多有機(jī)物被氧化降解為(X)2和H2O不污染環(huán)境，而且不消耗催化劑。5應(yīng)用領(lǐng)域廣。應(yīng)用范圍涉及十分寬廣的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，可以形成巨大的產(chǎn)業(yè)鏈。以下為本發(fā)明水質(zhì)凈化噴霧劑應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)分析一、養(yǎng)殖池成活率通過本發(fā)明水質(zhì)凈化噴霧劑處理的實(shí)驗(yàn)對(duì)比在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過本發(fā)明水質(zhì)凈化噴霧劑處理的養(yǎng)殖池比對(duì)比組的成活率提高 10%，飼料轉(zhuǎn)化率也提高2. 9% (見表1)。
權(quán)利要求
1.一種水質(zhì)凈化噴霧劑，其特征在于含有納米氧化鋅和使納米氧化鋅在溶液中形成多相流的分散劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)凈化噴霧劑，其特征在于所述納米氧化鋅的粒徑d < lOOnm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)凈化噴霧劑，其特征在于所述分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、氣相二氧化硅中的一種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)凈化噴霧劑，其特征在于還包括有表面活性劑，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉。
5.一種納米氧化鋅在水質(zhì)凈化上的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述水質(zhì)凈化為養(yǎng)殖池水質(zhì)凈化。
7.一種水質(zhì)凈化方法，其特征在于包括納米溶液的制作、霧化噴射；所述納米溶液的制作在水中加入納米氧化鋅粉體、分散劑和表面活性劑，納米氧化鋅粉體在分散劑的推動(dòng)下，通過混合剪切技術(shù)配制成混合均勻的納米溶液；所述霧化噴射納米溶液通過霧化技術(shù)噴射到需要凈化的水體中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水質(zhì)凈化方法，其特征在于所述混合剪切技術(shù)為高速旋轉(zhuǎn)混合，轉(zhuǎn)速為20000rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水質(zhì)凈化方法，其特征在于所述分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、氣相二氧化硅中的一種或多種組合，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水質(zhì)凈化方法，其特征在于水質(zhì)凈化為養(yǎng)殖池水質(zhì)凈化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水質(zhì)凈化噴霧劑，含有納米氧化鋅和使納米氧化鋅在溶液中形成多相流的分散劑，所述納米氧化鋅的粒徑d＜100nm。本發(fā)明通過在水質(zhì)凈化噴霧劑添加納米氧化鋅，在光照射下，進(jìn)行光催化效應(yīng)，具有強(qiáng)氧化性。作為強(qiáng)氧化劑而完成對(duì)有機(jī)物(或含氯)的降解，可將養(yǎng)殖池塘底泥及水中懸浮有機(jī)物降解，從而凈化水質(zhì)。納米氧化鋅在光照條件下會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴，可與表面吸附的H2O或OH-離子發(fā)生反應(yīng)形成具有強(qiáng)氧化性的羥基，從而殺死細(xì)胞。在現(xiàn)今的甲魚養(yǎng)殖行業(yè)，分為兩種養(yǎng)殖模式大棚溫室、土池外塘。納米氧化鋅水質(zhì)凈化噴霧劑，不僅可以改善養(yǎng)殖水體，對(duì)整個(gè)養(yǎng)殖溫室都具有良好的凈化作用，從而在整體上改善甲魚生存環(huán)境。
文檔編號(hào)B01J23/06GK102553561SQ201110400959
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者陸鵬 申請(qǐng)人:福建九鼎生物科技有限公司