[發明專利]一種過氧化鈣-生物炭復合片劑的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202011121641.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112408586A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 黃振興;王耿;王濤;廖家林;阮文權
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C02F3/10
• 分類號: C02F3/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 仇鈺瑩

本發明公開了一種過氧化鈣?生物炭復合片劑的制備方法及其應用，屬于環境科學與工程技術領域。本發明通過采用聚乙烯醇作為包埋劑，過氧化鈣作為釋氧劑，生物炭作為填充劑制備過氧化鈣?生物炭復合片劑，本發明以聚乙烯醇作為包埋劑，可以彌補過氧化鈣與水反應過快的缺點，實現平穩緩慢釋氧；并以生物炭作為填充材料，提高了內部孔隙率，使釋氧時長和總釋氧量得到顯著提高。

技術領域

本發明涉及一種過氧化鈣-生物炭復合片劑的制備方法及其應用，屬于環境科學與工程技術領域。

背景技術

河道黑臭現象是我國很多城市都存在的問題，黑臭河道不僅影響著市容市貌，更對周邊居民的生活帶來了很大的不便。河道變黑變臭的原因主要有兩方面：外源有機污染物的不斷匯入以及沉積物中的營養物質持續釋放。隨著我國對環境治理的不斷重視，很多河道都通過截污納管等措施減少了外源污染的輸入。當外源污染得到控制后，底泥中積存的污染物對水體的影響就會凸顯出來，這也是很多河道治理后返黑返臭的原因。研究表明，提高泥水界面的溶解氧濃度能夠有效促進底泥中有機物的降解，并控制氮磷的釋放。

過氧化鈣是目前廣泛應用的環境友好型化學釋氧劑，通過投加過氧化鈣能夠提高水體的溶氧，且相較傳統的人工曝氣，其具有成本低廉、操作簡便等諸多優點。由于過氧化鈣與水接觸后，會在短時間內快速反應釋放氧氣，若直接投加粉末狀或漿液狀過氧化鈣進行水體修復，會導致溶解氧大幅上升甚至達到飽和，致使氧氣以氣泡形式溢散。伴隨反應會生成的大量Ca(OH)₂，使水體pH迅速上升并抑制微生物的生長。因此需要采用控釋技術使過氧化鈣緩慢反應，減小對水生態環境的沖擊，獲得長期釋氧的效果。

發明內容

為了解決上述問題，本發明通過采用聚乙烯醇作為包埋劑，過氧化鈣作為釋氧劑，生物炭作為填充劑制備過氧化鈣-生物炭復合片劑，本發明以聚乙烯醇作為包埋劑，可以彌補過氧化鈣與水反應過快的缺點，實現平穩緩慢釋氧；并以生物炭作為填充材料，提高了內部孔隙率，使釋氧時長和總釋氧量得到顯著提高。

本發明的第一個目的是提供一種過氧化鈣-生物炭復合片劑的制備方法，所述方法是先將生物炭和過氧化鈣進行混合均勻，再加入聚乙烯醇溶液進行包埋，經壓片、干燥得到過氧化鈣-生物炭復合片劑，其中，聚乙烯醇作為包埋劑，過氧化鈣作為釋氧劑，生物炭作為填充劑制備過氧化鈣-生物炭復合片劑。

在本發明的一種實施方式中，所述方法是先將生物炭和過氧化鈣進行混合均勻，再加入聚乙烯醇溶液進行包埋，經壓片、干燥得到過氧化鈣-生物炭復合片劑。

在本發明的一種實施方式中，聚乙烯醇溶液的質量分數為0.5-4％(g/g)，聚乙烯醇水溶液的添加量為過氧化鈣粉末質量的20-30％(％為質量比g/g)。

在本發明的一種實施方式中，所述填充劑為生物炭、人造沸石、天然沸石和火山巖中的一種或多種。

在本發明的一種實施方式中，所述生物炭和過氧化鈣的質量比為1:(0.5-3)。

在本發明的一種實施方式中，所述方法包括以下步驟：將生物炭研磨過60目篩，與過氧化鈣粉末按質量比1:2加入燒杯中，并均勻混合；加入質量分數為2.5％的聚乙烯醇水溶液，添加量為過氧化鈣-生物炭混合物質量的1/4；攪拌均勻后轉移至手工壓片機模具中，壓制成片劑。

在本發明的一種實施方式中，所述生物炭需要進行前處理：將生物炭用1mol·L^-1的鹽酸浸泡1.5-2.5h后，用去離子水反復沖洗至中性，再用1mol·L^-1氫氧化鈉浸泡1.5-2.5h后，用去離子水反復沖洗至中性，超聲清洗去除雜質，于105℃烘箱中烘干備用。

本發明的第二個目的是提供一種應用上述方法制備得到的過氧化鈣-生物炭復合片劑。

本發明的第三個目的是提供一種上述過氧化鈣-生物炭復合片劑在水體增氧或防治水體黑臭中的應用。