光催化法降解有机磷农药的研究进展

光催化法降解有机磷农药的研究进展姚文华秦云闵良(保山学院生化系，云南保山678000)应用科技喃耍】有权磷农药在环境中的降解J生能是评价有机磷农药对环姨危害影响的重要-}匕标，有枳磷农药在环境中的残留时间越长，对习谠的污染及其对各种环境生物，甚至砖人类的危害也越大。光催化氧化法降解有机磷农药是目前研究的热点。本文综述了近年来国内外光催化降解有机磷农药的的研究现状及不同倒匕荆体系对各种农药的降解作用机制。陕键闭有机磷农药；光借他降解；Ti02；研究进展自从1944年德国化学家施拉德发现对硫磷具有强烈的杀虫性能后，推动了世界各国开展广泛而深入的研究工作，合成了数以万计的有机磷化合物，研究了它们的生理活性，并成功开发了六七十种商品有机磷农药。有机磷农药尽管品种繁多，但从结构上来看，主要有五种类型，绝大多数属于磷酸酯和硫代磷酸酯，少数属于膦酸酯和磷酰胺酯。有机磷农药尽管杀虫力强，但具有较高的挥发性，很容易挥发进入大气，大量散失的农药挥发到空气中，流入水体中，沉降聚集在土壤中，污染农畜渔果产品，并通过食物链的富集作用转移到人体，对人体产生危害。此外，有机磷农药具有潜在致畸、致突变、致癌的。三致”作用，因此研究如何有效去除有胡磷农药具有重要作用。光催化法降解有机磷农药是近几年的—个研究热点，光催化法利用光生强氧化剂将有机污染物彻底氧化为H20和C02、P043-等对环境无害的小分子。研究结果表明以Ti02、杂多酸、．UV—Fenton作为光催化剂可以有效降解有机磷农药。1．光催化降解作用机理光催化氧化法是以N型半导体的能带理论作为基础的。半导体粒子含有能带结构，分为导带和价带。当入射光的能量大于半导体的禁带宽度时，就会有电子从价带被激发到导带上，这样就会在导带上产生高活性电子e一，同时在价带上产生相应的空穴(h+)，这种空穴一电子对具有很强的氧化还原性。水溶液中的光催化氧化反应就是使水分子在半导体表面失去电子产生氧化能力很强的基团(主要是OH·)，这些具有高度活性的羟基自由基可以参与和加速氧化还原反应的进行，从而氧化水中的各类有机污染物，并最终使之矿化为水和C02或其它有机物，从而减少了对环境的危害。以Ti02催化剂为例，主要反应过程如下：Ti02+hv--*Ti(e一+h9h++H20_·OH+H+e一+02十H+—'·H02·H02+e。+H+—+H202H20zre’—+．0H+0H一有机污染物+·OH(或·H02-)—吒02+H：O+其它无机小分子化合物。．2催化降解有机磷农药的光催化剂2．1二氧化钛光‘催化剂二氧化钛(俗称钛白粉)有板钛矿、金红石和锐钛矿三种晶型，用作光催化的TiO：主要有锐钛矿型和金红石型两种晶型，其中锐钛矿型的催化活性较高。王建伟以钛酸丁酯为钛源，以硝酸铁Fe(NO南j-gH20为改性剂，采用溶胶一凝胶法合成了掺铁的纳米TiO：催化剂。对50mg／L低浓度的氧化乐果农药溶液的光催化降廨研究结果表明，光照2h后掺铁纳米二氧化钛的光催化活性比纯纳米二氧化钛提高了18％；．降解400mg／L氧化乐果时，分别对有机磷的矿化率、COD去除率和TOC的去除率进行了考察，结果为，催化剂用量的最佳值为1．Smg／L时，有机磷的矿化率达到了85．75％，COD去除率达到了8924％，TOC去除率达到了89．81％。王秀芹等人以Ti02为光催化剂研究了乐果的光催化降解情况，研究结果表明，乐果降解的适宜时间为6h，适宜Ti02质量浓度为1000mg／L，适宜降解温度为3a℃，在此条件下，乐果的降解率达到了72％。王健以TiO：为光催化剂，研究了四种有机磷农药乐果、氧化乐果、幺效磷、乙酰甲胺磷的降解情况，研究结果表明，随着TiO：用量的增加，光解率也增大：有初磷农药的降解率与其结构有关，4种市售有机磷农药的降解率按以下顺序减小：乙酰甲胺磷>乐果>氧化乐果>久效磷。鄢丹等人采用Ti02光催化系化法处理敌敌畏生产废水，试验结果表明，光催化5h后，对废水中污染物的去除率不高，废水的COD去除率为24．1％，无机磷生成率为36．7％，TOC的去除率为18D％，但是BOD与COD的比值则由Q18提高到0．68，废水可生化性得到大大改善，为后续生化处理创造有利条件。周波等人的研究结果表明，以钛酸丁酯与天然沸石复合制备的光催化剂在20a℃热处理具有较大的光催化性能和比表面积。有机磷农药浓度为1．0×10-4rnoI／L，光催化剂用量为59／L，溶液pH6．0，紫外光照3h，敌敌畏和甲拌磷的光降解率均达1009'o，对硫磷的光降解率接近90％，三者的COD去除率均达90％左右。用太阳光做了室外实验也得到了较好的效果，为有机磷农药废水的实际处理提供了依据。陈士夫用Ti02粉末，CODCr650mQ／L，有栅磷198mg／L的农药废水在375W中压汞照