一種植物納米複合材料淨化空氣汙染的方法
2023-04-29 15:10:56 1
專利名稱：：一種植物納米複合材料淨化空氣汙染的方法
技術領域：
：本發明屬於空氣淨化領域，具體地是涉及一種植物納米複合材料淨化空氣汙染的方法。
背景技術：
：伴隨著快速的工業化進程，我國，尤其是廣東珠江三角洲等地區正面臨著嚴重的區域性大氣汙染威脅。近年來，珠三角地區每年都發生幾十次低能見度、嚴重顆粒物的大氣汙染事件，地面汙染物濃度在短時間內迅速可上升到通常情況下的3-5倍，直接對公眾健康和城市經濟活動造成顯著影響。城市綠化植物作為城市生態系統的重要組成部分，對改善城市生態環境質量起著極大的作用。綠化植物不僅能改善氣候、調節氣溫、增加溼度、平衡碳氧、減弱溫室效應、美化環境，還能吸濾有害氣體、淨化空氣、吸附塵粒、殺菌，對大氣汙染有明顯的淨化作用。然而隨著城市空氣汙染愈趨嚴重，城市綠化植物普遍生長狀況較差，在高強度的空氣汙染逆境下，綠化植物不但難以發揮淨化環境的功能，甚至無法生存。納米Ti02作為一種有效的光催化劑，在環境治理、水處理、無汙染化學反應及空氣抗菌淨化等方面有著良好的作用效果，同時我國鈦資源相當豐富,因此納米Ti02材料具有廣闊的開發和應用空間。
發明內容本發明的目的是提供一種淨化空氣汙染的方法，該方法應用植物納米複合材料，節能環保、高效安全、先進可靠、成本低廉。實現上述目的的技術方案如下一種淨化空氣汙染的方法，將稀土元素化合物摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在植物葉片上，並將該植物放於需要空氣淨化的汙染環境中。優選地，所述植物為蜘蛛蘭等綠化植物；所述稀土元素為鈰和/或鑭等金屬的氧化物或硫化物。本發明通過在植物上應用稀土元素化合物摻雜的二氧化鈦納米溶膠，形成光觸媒(稀土元素化合物摻雜二氧化鈦納米溶膠)與植物觸媒的複合裝置技術淨化空氣汙染，取得顯著效果。研究成果證明光觸媒與植物觸媒技術集成的可能性，光觸媒與植物觸媒融合的生物納米材料在強化空氣汙染淨化功效顯著，能為解決室內以及室外城市空氣汙染問題提供一種節能環保、高效安全、先進可靠、成本低廉的解決方案。說明書附圖圖1是淨化方法處理後對空氣品質指數的影響的示意圖2是淨化方法處理後對空氣含菌量的影響的示意圖3是實施例2淨化室內空氣中甲醛的效果的示意圖4植物觸媒與納米光觸媒裝置作用下淨化空氣中S02的效果；圖5植物觸媒與納米光觸媒裝置作用下淨化空氣中N02的效果。具體實施例方式以下結合實施例，對本發明做進一步的描述。本實施例所述淨化空氣汙染的方法，石蒜科的蜘蛛蘭(HymenocallisAmericana),苗齡約2年，以地被群落形式在高架橋下成片種植^將稀土元素摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在蜘蛛蘭葉片上，所述稀土元素化合物摻雜的納米二氧化鈦溶膠可自行製備也可購買，其中所述稀土元素為鑭氧化物(氧化鑭)。該鑭氧化物摻雜的納米二氧化鈦溶膠性質如下成分納米二氧化鈦，稀土離子(鑭)；組分無毒，無害，無危險；晶型銳鈦礦型；粒徑:5-10nm(糹內米);氣味無味；PH值:l-7(可調);活性長時間保持高活性；穩定性性質穩定，不會產生分層沉澱；外觀透明液體；其他，不含有機物，不含分散劑，不含粘合劑。應用效果評估1.研究方法樣地位於廣州市廣園中路主幹道兩側，空氣汙染嚴重，汙染類型為尾氣汙染，主要汙染物為氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳、鉛等。供試材料為石蒜科的蜘蛛蘭(HymenocalIisAmericana),苗齡約2年，以地被群落形式在高架橋下成片種植。環境空氣品質評價指數的測定採用DLY-3型空氣離子測定儀，測定群落環境空氣的正、負離子濃度，參照日本空氣淨化協會採用的安培空氣品質評價指標進行評價，其公式為Ci=n-/1000q，其中Ci為空氣品質評價指數，n-為空氣負離子濃度，q為單極係數(空氣中正離子與負離子之比)。環境空氣含菌量的測定配製真菌、細菌、酵母菌和放線菌綜合培養基。將暴露在群落空氣中，取了菌樣的培養皿倒轉，置於3(TC恆溫箱中培養，培養25h檢査細菌菌落數，培養36h檢査黴菌菌落數，培養72h檢查放線菌菌落數。據(1)式計算每立方米空氣中的微生物數(n/m—3)。(n/m國3)=5000N/A'T.........................公式(1)A為培養皿的面積(cm2);T為培養基暴露在群落空氣中的時間(min);N為培養皿中的菌落平均數。2結果與分析2.1鑭氧化物摻雜納米二氧化鈦溶膠(簡稱納米材料)對蜘蛛蘭淨化汙染空氣效應的影響蜘蛛蘭具備一定淨化空氣汙染，改善道路空氣品質的能力。經觀測，樣地所在的廣園中路道路裸地的空氣負離子平均值僅為25個，因汽車尾氣等空氣汙染原因，空氣品質指數Ci值僅為0.15。參見圖1和圖2，種植蜘蛛蘭後，Ci值達到0.44，空氣品質有所改善。納米材料處理植物葉片後6小時測定，Ci平均值較未經處理的提高20.5%。道路裸地空氣中的含菌量達到2650個/m3。參照我國北京市城區空氣微生物汙染調查結果得出的空氣品質評價標準，已屬於重度汙染區。綠地植物能明顯降低空氣含菌量，未經納米材料處理與經納米材料處理的蜘蛛蘭植物群落周邊空氣中的含菌量較對照的裸地分別降低了39.6%和54.0%。2.2鑭氧化物摻雜納米二氧化鈦溶膠(納米材料)對蜘蛛蘭抗逆性生理指標的影響由表1可見，惡劣的尾氣汙染條件下植物普遍生長不良，葉片質膜透性值偏高。而在二氧化鈦溶膠處理下，葉片質膜透性顯著較未處理的對照為低(p0.05)，相對電導率僅為未處理組的79.4%，說明納米材料處理有助於維持植物葉片細胞膜結構，抑制電解質外滲造成的質膜傷害。表1二氧化鈦納米材料對蜘蛛蘭抗逆性生理指標的影響tableseeoriginaldocumentpage6蜘蛛蘭在納米材料處理下，MDA含量和細胞膜透性表現出類似的趨勢，與未經處理的對照相比，經二氧化鈦溶膠處理的葉片MDA含量明顯低(84.9%)。植物體內的MDA由膜脂中的不飽和脂肪酸發生膜脂過氧化作用所產生，是衡量質膜穩定的重要指標。MDA含量增多，導致膜的滲漏，從而啟動衰老死亡，因此MDA含量與植物逆境密切相關。實驗結果表明，納米材料處理能明顯降低葉片MDA含量，從而有助於提高延緩植株的抗逆性。同時，納米材料處理在一定程度上能有效保護葉片葉綠素完整結構，防止葉綠素在空氣汙染的逆境加速降解。實施例2本實施例所述淨化汙染空氣的方法，所應用的植物為綠蘿和吊蘭，放於室內，將稀土元素摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在綠蘿和吊蘭的葉片上用於淨化裝修汙染，所述稀土元素摻雜的納米二氧化鈦溶膠中的所述稀土元素為鈰(氧化鈰)。該氧化鈰摻雜的納米二氧化鈦溶膠性質大致如實施例1。60分鐘後，(參見圖3)經測定甲醛降解率94.5%;殺菌效果96.9%。另，室內化合物含量的如下表2tableseeoriginaldocumentpage7從以上測定結果可知，將鈰摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在綠蘿和吊蘭的葉片上，空氣汙染淨化功效顯著。實施例3本實施例所述淨化汙染空氣的方法，所述植物為石蒜科的蜘蛛蘭(HymenocallisAmericana),苗齡約2年，將稀土元素摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在蜘蛛蘭葉片上，所述稀土元素摻雜的納米二氧化鈦溶膠可自行製備也可購買，其中所述稀土元素為鑭和鈰的硫化物，其性狀大致如實施例1所述。將塗抹有硫化鑭和硫化鈰摻雜的納米二氧化鈦溶膠的蜘蛛蘭至於N02和S02濃度較高的空氣汙染的環境中，測試結果見圖4和圖5.經過60分鐘後，N02和S02的濃度下降。經納米材料處理的蜘蛛蘭植物群落周邊空氣中的N02和S02的濃度較對照的未經納米材料處理的裸地相比分別降低了94.6%和95.0%。二氧化鈦溶膠納米處理對維持蜘蛛蘭細胞膜結構、降低膜通透性、保持葉綠素含量方面有較好效果，能有效降低葉片自由基的積累，有助於維持植株細胞結構的完整性。以上是針對本發明的可行實施例的具體說明，但該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含於本發明的專利範圍中。權利要求1.一種淨化空氣汙染的方法，其特徵是，將稀土元素化合物摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在植物葉片上，將該植物放於需要空氣淨化的室內或室外汙染環境中。2.根據權利要求1所述的淨化空氣汙染的方法，其特徵是；所述稀土元素為鈰的氧化物或硫化物，和/或鑭的氧化物或硫化物。3.根據權利要求1或2所述的淨化空氣汙染的方法，其特徵是，所述植物為蜘蛛蘭。全文摘要本發明公開了一種淨化空氣汙染的方法，該方法包括將稀土元素化合物摻雜的納米二氧化鈦溶膠塗抹在植物葉片上，將該植物放於需要空氣淨化的環境中。本發明所述淨化空氣的方法，將光觸媒與植物觸媒融合的生物納米材料結合應用，在強化空氣汙染淨化功效顯著，能為解決城市空氣汙染問題提供一種節能環保、高效安全、先進可靠、成本低廉的解決方案。文檔編號B01D53/84GK101623594SQ200910041628公開日2010年1月13日申請日期2009年8月4日優先權日2009年8月4日發明者磊聶申請人:廣州城市職業學院