[发明专利]一种在人工水草表面附着石墨烯光催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种在人工水草表面附着石墨烯光催化剂的方法，包括人工水草清洗、配置人工水草预处理液、人工水草预处理、配置石墨烯光催化剂溶液、人工水草镀膜、烘干6个步骤，该方法操作简单，采用该方法处理的人工水草不仅可以作为观赏水草美化水面景观，还具有净化水质的功能，且该人工水草可以重复使用，布放简单，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体设计一种在人工水草表面附着石墨烯光催化剂的方法。

背景技术

近20年来，随着我国经济的快速发展，对湖泊资源的开发、利用规模和速度都大大加强，影响了湖泊的自然进化过程，对湖泊生态系统造成严重的破坏。随着我国社会经济和城市化进程的快速发展，湖泊水环境污染问题日益突出。根据全国水资源综合规划评价成果，全国84个代表性湖泊营养状况评价结果表明：全年有44个湖泊呈富营养化状态，占评价湖泊总数的52.4％，其余湖泊均为中营养状态。湖泊保护与污染治理已成为我国环境保护的重点，加大污染源控制在一定程度上遏制了污染和生态环境恶化的势头，但根据国家的经济发展和未来规划，湖泊污染和退化的形势不容乐观。

目前，石墨烯光催化技术用于污水治理是研究的热点，其治污原理是利用可见光恢复水体自净化，自然光为唯一光源，无需动力装置，无需投加化学试剂或生物菌种。但石墨烯光催化剂的投放方式是目前污水治理的瓶颈。现行多采用石墨烯光催化网进行河道或湖泊的污水治理，即以聚丙烯纤维为基材，通过独特涂覆工艺负载多层石墨烯光催化剂而成，可用于水体净化、空气净化等，尤其适用于城市黑臭水体的治理，可对水体中有毒有机物进行分解，除臭，增加水体含氧量，与其他治理技术兼容性强，材料绿色环保，并且可以循环使用。但现有技术在聚丙烯网体上涂覆的石墨烯光催化剂膜牢固性不强，在污水治理过程中容易被水体冲刷脱落，另外单纯在污水治理水面上布放一张网体结构不够美观，且网体的比表面积较小，污水降解效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种在人工水草表面附着石墨烯光催化剂的方法，该方法操作简单，采用该方法处理的人工水草不仅可以作为观赏石美化水面景观，还具有净化水质的功能，且该人工水草可以重复使用，布放简单，具有广泛的应用前景。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种在人工水草表面附着石墨烯光催化剂的方法，包括如下步骤：

S1：人工水草清洗，分别采用丙酮、去离子水对人工水草进行超声波清洗15-30min，取出人工水草后用清水冲洗数次，然后将人工水草在烘干房内采用40～50℃热风烘干，烘干时间为0.5～1h；

S2：配置预处理液，分别向预处理池中加入体积比为7∶3浓硫酸和双氧水，浓硫酸和双氧水加入量为预处理池体积的1/2～1/3，搅拌均匀；

S3：人工水草预处理，将步骤S1处理后的人工水草放入预处理池中，处理30min，将人工水草取出，用清水冲洗干净，并将水草在烘干房内采用40～50℃热风烘干，烘干时间为0.5～1h，然后将水草保存在无水乙醇溶液中；

S4：配置石墨烯光催化剂溶液：将石墨烯光催化剂粉末与无水乙醇配置成悬浊液，并加热使石墨烯光催化剂悬浊液温度保持在 45～60℃，在搅拌状态下，将加热至50℃的铝基交联剂溶液滴加到石墨烯光催化剂悬浊液中，将聚阴离子纤维素溶液滴加到石墨烯光催化剂悬浊液中，搅拌均匀，得石墨烯光催化剂溶液，其中石墨烯光催化剂含量为石墨烯光催化剂溶液总重量的55～70％，铝基交联剂含量为石墨烯光催化剂溶液总重量的0.2～3％，聚阴离子纤维素的含量为石墨烯光催化剂溶液总重量的0.1～2％；

S5：人工水草镀膜，将预处理后的人工水草浸入石墨烯光催化剂溶液中，停留2～3min，提起人工水草并将石墨烯光催化剂溶液搅拌均匀，重复操作3～5次；

S6：烘干，将经过石墨烯光催化剂溶液镀膜处理后的人工水草自然风干成膜，然后在烘干房内采用50～70℃热风烘干，烘干时间为 20～30h。