[发明专利]用于降解农药的臭氧微气泡发生器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机陶瓷材料水处理领域，具体涉及一种用于降解农药的臭氧微气泡发生器及其制备方法。

背景技术

在当前农业生产中，农药是不可缺少的生产资料，扮演着越来越重要的角色。据统计，农药的应用为蔬菜增加产量约30%。蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物，也是十分必要的经济作物，已经成为我国仅次于粮食的第二大农作物。近年来，随着蔬菜面积扩大，保护地面积的增加，蔬菜病虫草害发生不断加重，使得农药的使用量大增，随之而来的农药残留问题严重，对人类健康造成严重危害。农药进入环境后会不断地从施药区向四周扩散，从而导致水、土壤、大气及生物产生污染和危害，影响周围环境的安全。这些人工合成的化学物质的大量长期施用而引起的对土壤、水、大气及生态环境的污染和影响也日趋严重.已发现一些农药具有内分泌干扰和致癌、致畸、致突变性质，严重地威胁着人类的健康和生存。农药应用后的环境安全性问题已受到国际社会的广泛关注。

地表水是环境污染物最大的储存库，农药在水生生态的失衡方面非常突出，而水与人的生活息息相关，因此对于水中的残留农药研究及处理是很必要的;由于蔬菜的生育期短，有的可以生食(如黄瓜等)，还有的蔬菜(如青菜、茄子等)其食用部分裸露在外，如果沽附农药，会对人体造成很大的伤害，因此对于水和蔬菜中残留农药的去除就更为有意义。

在农药降解的化学氧化法中常用的氧化剂有Cl₂、O₃、Cl₂O₂、H₂O₂、高锰酸盐及高铁酸盐等，它们的标准氧化还原电位分别为1.36V、2.07V、1.50V、1.69V、1.77V和2.2V。虽然在水处理中多数氧化反应在热力学上是可行的，但反应速率十分缓慢，许多有机污染物难以被一般氧化剂完全氧化。近年发展起来的以·OH 为主要氧化物种的高级氧化技术为这个问题的解决提供了新的方向。

高级氧化技术 (Advanced oxidation Process，AOP)定义为可产生大量的羟基自由基·OH过程，是指通过化学或物理化学方法将水中的污染物直接矿化成无机物，或将其转化为低毒的、易生物降解的中间产物。·OH 作为反应的中间产物，是一种氧化能力极强的活性物质，其标准氧化还原电位高达2.80V，可诱发后面的链反应，是目前已知可在水处理中应用的最强的氧化剂，几乎可以将大部分有机物完全氧化，反应速率常数一般为10⁸ M^-1·s^-1～10¹⁰M^-1·s^-1。羟基自由基·OH无选择直接与水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害盐，不会产生二次污染。并且反应很容易加以控制，以满足处理需要。因此，应用AOP 去除水中高稳定性、难降解的有机污染物往往可以取得优于常规氧化除污染技术的处理效果，同时具有高效、彻底、适用范围广、无二次污染等特点。

多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。被覆催化剂后，反应流体通过泡沫陶瓷孔道，将大大提高转化效率和反应速率。由于多孔陶瓷具有比表面积高、热稳定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特点，作为汽车尾气催化净化器载体已被广泛使用除了作催化剂载体外，它还可以作为其它功能性载体，例如药剂载体、微晶载体、气体储存等。

CN 103112924 B公开了一种超声协同臭氧降解农药的实验装置及方法。超声对臭氧氧化能力具有良好的强化作用，若使用两者协同降解农药，既能高效清除污物，又能有效杀灭病菌、降解农药残留。

CN 105394519 A公开了一种臭氧辅助紫外线降解枸杞中农药残留的方法，属于臭氧辅助紫外线降解枸杞中啶虫脒和吡虫啉等两种限用农药残留的降解处理技术领域。所述方法安全卫生，无残留，不影响枸杞的品质；不污染环境；低碳节能；易于与现有的枸杞加工工艺相结合，易于实现工业化，可以节约成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于降解农药的臭氧微气泡发生器及其制备方法，所述微气泡发生器可将臭氧以微气泡形式释放，提高臭氧对农药的降解速率和降解率。

基于上述目的，本发明的技术方案是：一种用于降解农药的臭氧微气泡发生器，所述微气泡发生器由氧化铝陶瓷材料和密封件构成，所述的氧化铝陶瓷材料呈多孔结构，且其中掺杂TiO₂ 2.5wt%、SiO₂ 0.5wt%和Fe₂O₃ 1wt%。

进一步的，密封件材质为铝。