[发明专利]一种光催化降解农药残留的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农药残留的降解脱除方法，特别是指一种光催化降解农药残留的方法。

背景技术

农药在农牧业的生产保收和保存，以及传染病的预防和控制等方面起着极为重要的作用。但是，残留的农药也会对人类健康造成负面影响，如在人体内积累达到一定剂量还会造成人体急性或慢性中毒，甚至产生高度致癌、致畸、致突变作用。目前，一些发达国家已经制定了农药残留量的最大限量法规，并成为一道无形的技术壁垒。可以看出，无论是从对消费者负责，还是从国际贸易的角度看，控制和减少农药残留都是必要的。

目前，农药残留的降解脱除研究主要集中在土壤和水体上，对农产品上的农药残留降解的研究报道相对较少，主要有微生物降解和光化学降解。光化学降解又称光化学降解，主要原理是通过催化剂作用，有机分子中某一个化学键的键能小于其吸收的光子能量后，反应物分子便进入激发态。激发态分子通过化学反应，消耗能量返回基态引起分子的化学键断裂，生成相应的自由基或离子，如RO₂、·RO₂、OH.极高反应活性的自由基将有机物氧化分解。该技术是近10年才发展起来的新技术。J.M.Herrmannr[Herrmann J M，Guillard C，Argu ello M.et al.Photocatalytic degradation of pesticide piri miphosmethyl Determination of the reaction pathway and iden tification of intermediate products by various analytical m ethods[J].Catalysis Today 1999，54：353-367.]等证实了安定磷在辐射通量为1.51017p/s时光降解98％的时间为10min。张海云等[张海云，陈爱平，陈志龙.光催化降解有机磷农药的研究玻璃弹簧负载TiO₂与悬浮体系TiO₂的比较[J].农药，2005，44(3)：110-112.]发现了低浓度的两种有机磷农药8W紫外灯照射2h时，无负载TiO₂对敌百虫和乐果的降解率分别为56.7％和68.6％。专利[CN2781804Y农药残留纳米光催化降解装置、CN101348288A光催化降解有机氯农药的方法]等也先后报道了利用纳米材料对农残进行光催化降解的案例。然而，上述方法普遍存在：(1)所合成的光催化材料在可见光区无吸收，需要配置紫外灯，存在光学污染；(2)需要特殊的装置，难以在生产过程实现；(3)能降解的农残范围有限等问题。

发明内容

本发明的目的是客服现有技术的不足，提供了一种能有效利用太阳光、无需特殊装置、降解范围广的光催化降解农药残留的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种光催化降解农药残留的方法，包括了光催化纳米材料的合成及其在农药残留降解中的运用，其特征在于：以钛酸丁酯、乙酸锌、尿素等为原料，经共沉淀合成具有光催化活性ZnO/TiO₂复合纳米材料，在植物体上进行喷洒，利用太阳光照射对农药残留进行降解。

ZnO/TiO₂复合纳米材料的合成步骤：

(1)0.008～0.010mol尿素溶于40ml～50ml无水乙醇里，0.004～0.005mol钛酸丁酯和0.5ml～0.6ml冰醋酸混合于100ml小烧杯里，然后把尿素的乙醇溶液在磁力搅拌的条件下逐滴加入到盛有钛酸丁酯和冰醋酸的烧杯中，滴完后，再磁力搅拌5min～30min，然后把透明的混合液转移到50ml的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，放入恒温箱中，恒温120℃～200℃的条件下保持18h～24h后，取出后自然冷却到室温。白色沉淀用蒸馏水和无水乙醇离心洗出，干燥箱内干燥待用。

(2)取1～10g的合成TiO₂粉体和乙酸锌加入到120ml～150ml蒸馏水中(Zn/Ti摩尔比是1∶1)，置于超声仪中超声20min～30min，然后在磁力搅拌下缓慢的加入0.35M的M(OH)_n的水溶液(其中M为Na、K、Ba等金属)，待反应完成后，再超10min～20min，然后用蒸馏水和无水乙醇离心洗涤出沉淀物，在恒温箱中保持60℃～80℃放置8h～12h获得前躯体，然后再400℃～500℃马福炉中锻烧2h～3h。