[发明专利]一种可见光响应的光催化生态护岸砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可见光响应的光催化生态护岸砖及其制备方法。所述生态护岸砖为正六边形结构，在正六边形中央镂空成圆柱体，所述镂空结构可供水生植物生长，从而减缓水的冲刷和侵蚀，同时净化水质，维持水生生态环境；该生态护岸砖分为光催化材料层和混凝土层两层，上层光催化材料层由负载光催化材料氮化碳的多水高岭土和水泥均匀混合而成，可以利用其在可见光下的光催化性能，有效降解有机污染物，同时光催化材料的固定有利于光催化材料的回收和重复利用；下层由混凝土材料烧制而成。本生态护岸砖功能一体化、制造成本低，在利用光催化降解有机污染物的同时，兼顾生态效应，可同时达到净化水质和固岸护坡的效果。

技术领域

本发明涉及一种可见光响应的光催化生态护岸砖及其制备方法，属于水环境治理技术领域。

背景技术

河流在自然状态下的演变主要受到河流流量、河道形态、河岸基岩成分等因素的影响。特别是河流侧向侵蚀极有可能会造成水土流失，尤其是水流湍急的河道，由于河流侧向侵蚀影响巨大，导致大量的水土流失，对于沿岸地区的经济发展和人民的生命财产安全带来了巨大的安全隐患。因此，人们有必要合理地开展河道整治和固岸护坡工作。目前，我国最主要的护岸方式是抛石护岸和混凝土坡式护岸等，在大型天然河道主要采用抛石护岸的方式，该护岸方式耐久性好、抗冲刷能力强、施工简单、维修要求低、材料来源广、生态性好，但是自然材料消耗大、不具有可持续性。而混凝土坡式护岸具有较好的工程结构安全性及耐久性，但是护岸的“硬化”容易带来生态环境问题。因此，急需发明一种新型护岸材料来解决传统护岸材料存在的问题，既满足固岸护坡需要，又不会对生态环境造成较大的影响。

同时，我国的地表水污染严重，造成水资源短缺问题更加严重。我国河流的污染以有机污染为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等。因此，有效治理我国的河流的污染缓解我国水资源短缺的对策之一，而有效治理河流有机污染是治理河流污染的重中之重。近年来，光催化技术发展迅速，特别是在水处理过程中应用光催化技术具有极好的应用前景，光催化剂也被应用到护岸材料当中，但是，传统的光催化护岸材料又存在以下问题：

一、光催化护岸材料可见光下催化效率低：传统的光催化护岸材料往往应用改性后的二氧化钛等催化材料作为催化剂，但是目前而言应用最多的光催化材料往往在可见光下催化效率低下，在实际水体中起到的作用微乎其微。

二、用重金属改性的光催化材料易造成二次污染：由于大部分催化材料在天然条件下的催化效率较低，很多研究者和技术人员使用银等重金属材料对传统催化材料进行改性，将改性后的光催化材料应用于护岸材料，但是，由于护岸材料会在水中长时间浸泡，重金属极有可能会脱落从而进入水体，而重金属的进入极有可能会造成水体的重金属污染。

三、光催化护岸材料的功能单一：传统的光催化护岸材料在应用中的效果仅限于某一种污染物或者是某一种细菌、病毒，不能够在水体中体现出较好的适应性，导致在某些特定水体中无法体现出较好的处理效果。

四、光催化护岸材料影响生态环境：大面积铺设传统的光催化护岸材料需要铲除沿岸植物，使沿岸生态环境遭受严重影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够同时满足固岸护坡和污水处理需求的可见光响应的光催化生态护岸砖及其制备方法，致力于解决河流两岸水土流失问题以及河流水体有机污染严重的问题。

为实现上述目的，本发明公开一种可见光响应的光催化生态护岸砖，所述可见光响应的光催化生态护岸砖为正六边形棱柱，正中为圆柱形镂空；所述可见光响应的光催化生态护岸砖包括光催化材料层和混凝土层，上层为光催化材料层，下层为混凝土层，上层和下层粘结一体。

该可见光响应的光催化生态护岸砖的制备方法包含以下步骤：

.1)光催化材料层的制备