[发明专利]一种稀土掺杂纳米二氧化钛悬浮乳剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土掺杂纳米二氧化钛悬浮乳剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国农药生产发展迅速，农药产品的品种和数量增加较快。目前我国已有2000余家农药企业，1300余家生产制剂企业，2007年国内农药(有效成分)生产量达173万吨，出口农药近48万吨，已超越美国成为世界第一农药生产大国。由于农药具有高效、快速和使用简便的特点，在有害生物综合防治体系中占据了非常重要的地位。每使用1元农药，农业可获益达8～16元。据统计使用农药平均可以挽回35％的作物损失，预计在今后相当长的一个时期内以农药为主体的化学防治仍然是不可缺少的主要农业管理措施之一。在我国，以占有世界7％的耕地面积养活着占世界22％的人口，其中农药的作用功不可没。但是，不合理使用农药会造成很大的环境问题，如农药残留。

特别是随着生活水平的不断提高，人们对基本生活消费品的要求也越来越高，生产“无公害食品”的呼声也越来越强烈，“绿色食品”日益受到人们的欢迎。我国加入WTO后，欧美各国纷纷竖起“绿色壁垒”，对我国出口的农产品的要求更加严格。在食品的五大污染源(化学农药、工厂“三废”、城市垃圾、化肥、人为因素)中农药首当其冲，其污染面广，持续时间最长，残留农药对人体健康的影响最大。农药的大量使用，使得“3R”问题越来越严重，“3R“即农药残留(Residence)、抗药性(Resistance)、再猖獗(Resurgence)。农产品农药残留量超标，不仅制约着我国农产品的出口创汇，造成的经济损失逐年增加，也日益成为威胁我们生态环境和人们身体健康的重要问题，每年还引发数万起人员中毒伤亡事件。我国在20世纪80年代每年发生农药中毒10万余人，病死率近20％。此外，据联合国粮农组织报告，全球每年估计有100万到500万起农药中毒事件发生。这些问题制约着农药行业的可持续发展，也对人类的食品安全和环境保护构成了威胁。

目前，减少环境中农药残留除推广使用低毒、高效的农药外，利用半导体光催化降解和生物降解来降解环境中的残留农药已成为减轻环境污染的一条主要途径。传统的生物降解在降解农药废水时，需将农药废水稀释较高倍数，并且运行负荷大，出水水质不稳定，菌种培养驯化费用昂贵，存在二次污染问题，且降解过程需几天甚至几周才能完成，而半导体光催化降解以其节能、高效、易操作、应用范围广、污染物降解彻底、无二次污染，且降解过程只需几小时或几分钟即可实现等优点，日益成为一种有重要前景的环境治理方法。同时，利用催化剂作为农药加工的助剂体系，也可以使高毒高残留农药低毒化，减低农药残留。

半导体光催化剂TiO₂能有效地降解各种有机污染物，且不发生光腐蚀、耐酸碱性好、化学性质稳定、对生物无毒性，是一种颇具前景的环境净化剂。而稀土掺杂纳米TiO₂不溶于水和各种有机溶剂中，直接加水极易分层，导致稀土掺杂纳米TiO₂分布不均匀，光催化降解效果很不理想。目前，利用TiO₂降解溶液中各种有机磷农药的研究较多，但主要集中于光反应器，在震荡或者搅拌条件下，以紫外光为光源，通入空气来考察农药的降解情况。这种方法对农药降解的条件要求苛刻，且成本较高，不利于实际应用。

发明内容

为了克服稀土掺杂纳米TiO₂直接加水易分层的缺点，本发明提供了一种稀土掺杂纳米TiO₂悬浮乳剂及其制备方法。

本发明所提供的稀土掺杂纳米TiO₂悬浮乳剂，由下述质量百分含量的物质组成：20％稀土掺杂纳米TiO₂、2-6％润湿分散剂、7％-14％乳化剂、3％-8％防冻剂、0.1％-0.5％增稠剂、0.1％-0.5％消泡剂、35％-70％水。

所述润湿分散剂具体可选自：木质素磺酸钠、烷基萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚等。所述乳化剂具体可选自：十二烷基苯磺酸钙、乙烯基苯酚聚氧乙烯醚、多元醇脂肪酸酯及其加成物等；当采用十二烷基苯磺酸钙和乙烯基苯酚聚氧乙烯醚组成的混合乳化剂时，两者比例可为(2-5)∶(5-9)。所述防冻剂具体可选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素等。所述增稠剂具体可选自黄原胶、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等；所述消泡剂具体可选自辛醇、有机硅酮、聚氧丙烯甘油醚等。

制备所述稀土掺杂纳米TiO₂悬浮乳剂的方法，包括下述步骤：

1)将稀土掺杂纳米TiO₂、润湿分散剂、乳化剂以及水按照组成悬浮乳剂中各物质的配比混合，