[发明专利]光催化降解水中拟除虫菊酯类农药的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解农药的方法，尤其是光催化降解水溶液中拟除虫菊酯类农药的方法，属于催化技术领域。

背景技术

随着农业产业化的发展，化学农药在我国粮食、蔬菜、水果、茶叶和药材等农产品的生产中发挥着越来越重要的作用。但是，由于人们对农药在自然界生物体中的运动规律，诸如代谢途径、降解方式和残留积蓄等方面的知识掌握不够，在享受化学农药带来丰收喜悦的同时，常常忽略了其残留带来的危害。拟除虫菊酯是一类能防治多种害虫的仿生广谱杀虫剂，其杀虫能力比老一代杀虫剂如有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类提高10～100倍，属于高效低毒化学农药，作为有机氯等农药的替代品被广泛应用。农产品在种植和仓储过程中可能使用一些拟除虫菊酯类农药，以防治病虫害，同时也带来了农产品的农药残留问题。拟除虫菊酯为神经毒物，近年研究证明其具有拟雌激素活性，能干扰内分泌，应加强对其残留量的检测。目前我国尚未制订拟除虫菊酯农药残留限量的国家标准，国际上(如欧盟)对茶叶等食品中菊酯类农药残留规定了严格的限量。

建立一种能快速转化拟除虫菊酯类农药的方法，不仅有利于保护环境，而且能有效处理许多农产品的水提物，为提高我们的生活水平提供保障。目前常见的拟除虫菊酯类农药的降解方法都或多或少存在一些缺陷：(1)利用微生物降解选择性比较高，但菌种的培养非常麻烦，在降解时菌种对温度的要求十分严格，只有在其最佳的温度下才有较高的降解率，大规模利用比较困难；(2)利用臭氧氧化降解具有广谱性，但也同时会破坏有效成分，因此比较适合工业废水处理，另外降解所需时间比较长，而且臭氧的制造费用比较高。(3)利用机械球磨脱氯适合固体粉末物质，通常是在氩气氛围中将CaO和含药物料混合在一起，在钢罐中球磨，经过十多个小时后，可基本脱除物料中的农药，此方法耗时长，费用昂贵，适用面窄；(4)利用光催化降解技术前景广阔，这种方法利用光催化剂在紫外光作用下产生的具有氧化还原能力的电子—孔穴对对目标物进行有效分解，文献中大多利用纳米TiO₂的水悬浮液来催化降解水溶液中的农药，存在的主要问题有两个，一是催化材料很难回收利用甚至由此产生二次污染，二是单一纳米材料的降解选择性不高

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足，提供一种高选择高效率的光催化降解水中拟除虫菊酯类农药的方法。用这种方法处理含拟除虫菊酯类农药的水溶液，具有降解速度快、不破坏有效成分、无二次污染、催化剂可反复使用和操作方便等特点。

本发明所述的光催化降解水中拟除虫菊酯类农药的方法是以ZrO₂和Cr₂O₃纳米复合氧化物为催化剂，将其固载于聚乙烯醇薄膜中作为载体催化剂，将此载体催化剂置于盛有待处理水溶液的光催化反应器中，开启搅拌器，在紫外光照射下，90分钟内即可将水溶液中的拟除虫菊酯类农药分解。载体催化剂的制备方法为：将平均分子量为80000～90000、醇解度为70％～80％的聚乙烯醇粉末在不断搅拌下缓缓加入蒸馏水中，聚乙烯醇和水的质量比为1∶20～50，聚乙烯醇充分溶胀后升温到90℃，在不断搅拌下，将超声波分散过的粒径为20～60纳米的ZrO₂和Cr₂O₃粉体加入上述混合液中，继续搅拌2～3小时，形成均匀胶状溶液。将洗净的陶瓷基体材料(可以是各种形状)浸入上述溶液中恒温静置1～3小时，取出在180～230℃温度下烘烤0.5～1.5小时，使陶瓷基体材料表面形成厚度为50～200纳米的催化剂薄膜，冷却后即得。

本发明具有如下显著特点：

(1)载体催化剂化学性质稳定，耐酸、耐碱、耐热，寿命长，可以反复使用，不会造成二次污染；

(2)对拟除虫菊酯类农药降解选择性好，一般在紫外光照射90分钟内可去除水溶液中90％以上的氨基甲酸酯类农药，而其他有效成分则几乎没有变化；

(3)本发明方法既可用于处理各种含拟除虫菊酯类农药的废水，也可用于降解粮食、水果、茶叶或中草药等农产品水提物中的拟除虫菊酯类残留农药。

具体实施方式

实施例1