[發明專利]用于降解農藥的臭氧微氣泡發生器及其制備方法

在審

• 申請號: 201711145920.2
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107973392A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 王田禾;周道凱;呂翔
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;A23L5/20;C04B35/10;C04B38/00;B01F5/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅

技術領域

本發明屬于無機陶瓷材料水處理領域，具體涉及一種用于降解農藥的臭氧微氣泡發生器及其制備方法。

背景技術

在當前農業生產中，農藥是不可缺少的生產資料，扮演著越來越重要的角色。據統計，農藥的應用為蔬菜增加產量約30%。蔬菜是人們日常生活中必不可少的食物，也是十分必要的經濟作物，已經成為我國僅次于糧食的第二大農作物。近年來，隨著蔬菜面積擴大，保護地面積的增加，蔬菜病蟲草害發生不斷加重，使得農藥的使用量大增，隨之而來的農藥殘留問題嚴重，對人類健康造成嚴重危害。農藥進入環境后會不斷地從施藥區向四周擴散，從而導致水、土壤、大氣及生物產生污染和危害，影響周圍環境的安全。這些人工合成的化學物質的大量長期施用而引起的對土壤、水、大氣及生態環境的污染和影響也日趨嚴重.已發現一些農藥具有內分泌干擾和致癌、致畸、致突變性質，嚴重地威脅著人類的健康和生存。農藥應用后的環境安全性問題已受到國際社會的廣泛關注。

地表水是環境污染物最大的儲存庫，農藥在水生生態的失衡方面非常突出，而水與人的生活息息相關，因此對于水中的殘留農藥研究及處理是很必要的;由于蔬菜的生育期短，有的可以生食(如黃瓜等)，還有的蔬菜(如青菜、茄子等)其食用部分裸露在外，如果沽附農藥，會對人體造成很大的傷害，因此對于水和蔬菜中殘留農藥的去除就更為有意義。

在農藥降解的化學氧化法中常用的氧化劑有Cl₂、O₃、Cl₂O₂、H₂O₂、高錳酸鹽及高鐵酸鹽等，它們的標準氧化還原電位分別為1.36V、2.07V、1.50V、1.69V、1.77V和2.2V。雖然在水處理中多數氧化反應在熱力學上是可行的，但反應速率十分緩慢，許多有機污染物難以被一般氧化劑完全氧化。近年發展起來的以·OH 為主要氧化物種的高級氧化技術為這個問題的解決提供了新的方向。

高級氧化技術 (Advanced oxidation Process，AOP)定義為可產生大量的羥基自由基·OH過程，是指通過化學或物理化學方法將水中的污染物直接礦化成無機物，或將其轉化為低毒的、易生物降解的中間產物?！H 作為反應的中間產物，是一種氧化能力極強的活性物質，其標準氧化還原電位高達2.80V，可誘發后面的鏈反應，是目前已知可在水處理中應用的最強的氧化劑，幾乎可以將大部分有機物完全氧化，反應速率常數一般為10⁸ M^-1·s^-1～10¹⁰M^-1·s^-1。羥基自由基·OH無選擇直接與水中的污染物反應將其降解為二氧化碳、水和無害鹽，不會產生二次污染。并且反應很容易加以控制，以滿足處理需要。因此，應用AOP 去除水中高穩定性、難降解的有機污染物往往可以取得優于常規氧化除污染技術的處理效果，同時具有高效、徹底、適用范圍廣、無二次污染等特點。

多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。被覆催化劑后，反應流體通過泡沫陶瓷孔道，將大大提高轉化效率和反應速率。由于多孔陶瓷具有比表面積高、熱穩定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特點，作為汽車尾氣催化凈化器載體已被廣泛使用除了作催化劑載體外，它還可以作為其它功能性載體，例如藥劑載體、微晶載體、氣體儲存等。

CN 103112924 B公開了一種超聲協同臭氧降解農藥的實驗裝置及方法。超聲對臭氧氧化能力具有良好的強化作用，若使用兩者協同降解農藥，既能高效清除污物，又能有效殺滅病菌、降解農藥殘留。

CN 105394519 A公開了一種臭氧輔助紫外線降解枸杞中農藥殘留的方法，屬于臭氧輔助紫外線降解枸杞中啶蟲脒和吡蟲啉等兩種限用農藥殘留的降解處理技術領域。所述方法安全衛生，無殘留，不影響枸杞的品質；不污染環境；低碳節能；易于與現有的枸杞加工工藝相結合，易于實現工業化，可以節約成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于降解農藥的臭氧微氣泡發生器及其制備方法，所述微氣泡發生器可將臭氧以微氣泡形式釋放，提高臭氧對農藥的降解速率和降解率。

基于上述目的，本發明的技術方案是：一種用于降解農藥的臭氧微氣泡發生器，所述微氣泡發生器由氧化鋁陶瓷材料和密封件構成，所述的氧化鋁陶瓷材料呈多孔結構，且其中摻雜TiO₂ 2.5wt%、SiO₂ 0.5wt%和Fe₂O₃ 1wt%。

進一步的，密封件材質為鋁。