果蔬農(nóng)殘終結(jié)者

本刊記者在全國青少年科技創(chuàng)新大賽的決賽現(xiàn)場看到上圖這個(gè)裝置時(shí)，感到十分好奇——為什么桶里有好多水果，還有一圈圈的LED燈帶？為什么桶里的水正按照某種規(guī)律流動？

這是我們發(fā)明的清除水果蔬菜上殘留農(nóng)藥的裝置！它采用了光催化降解農(nóng)藥的技術(shù)，桶里的LED光帶就是為催化反應(yīng)提供光源的。殘留的農(nóng)藥被充分降解并洗去，果蔬就被洗得干干凈凈啦！

果蔬上農(nóng)藥殘留，的確是日常生活中讓人頭疼的問題。記者大感興趣，追問起他們的研究過程。

在學(xué)校的科技創(chuàng)新課上，老師告訴我們，學(xué)長胡舒賀曾獲得第28屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽的金獎，他的獲獎?wù)撐呐cTiO2復(fù)合材料有關(guān)。我們從中了解到，TiO2復(fù)合材料能夠通過光催化反應(yīng)有效去除有機(jī)物污染。

所以，我們就想到了可以用它解決果蔬農(nóng)藥殘留問題——這就是有機(jī)物污染呀！我們就去查閱資料，請教吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院的老師，發(fā)現(xiàn)這種材料在實(shí)用上仍然存在一些缺點(diǎn)。

比如催化活性不足、制備工藝復(fù)雜、有毒試劑會造成二次污染……但是現(xiàn)在的研究已經(jīng)針對這些問題提供了一些方向——具有獨(dú)特微觀形貌和納米級粒徑的TiO2光催化劑可以克服這些缺點(diǎn)，而這種光催化劑可以通過分子打印來制備。

將TiO2分子打印到秸稈上

這個(gè)項(xiàng)目中的分子打印，是指用玉米秸稈作為生物模板，制備出具有分級多孔結(jié)構(gòu)的TiO2材料作為光催化劑。

將玉米秸稈用鈦酸四丁酯等試劑進(jìn)行多項(xiàng)特殊處理，得到以秸稈為生物模板的分級多孔TiO2。再做一些處理后，加入球形納米鐵酸鋅磁性材料進(jìn)行復(fù)合，制成光催化劑。

接下來我們要驗(yàn)證一下，制成的催化劑是否真的有效。我們通過用電子掃描顯微鏡進(jìn)行觀察等方法，驗(yàn)證材料是否具備秸稈的方形微孔結(jié)構(gòu)。然后做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證它的光催化效果。實(shí)驗(yàn)證明，我們制備的催化劑具備短時(shí)間降解農(nóng)殘的能力。

簡單來說，我們得做一個(gè)洗水果蔬菜的裝置，投入光催化劑后，水果蔬菜上的農(nóng)殘就被沖洗、降解掉。

裝置分內(nèi)、外桶，內(nèi)、外桶之間用于布線和安裝輔助元器件。LED光帶繞圈安裝在內(nèi)桶外壁上，保證桶內(nèi)充分接受光照。

化繁為簡 實(shí)用裝置

制造出能夠光催化降解農(nóng)殘的材料并不是結(jié)束，而是解決問題的開始。因?yàn)槠胀ㄈ思炔欢?，也不懂操作，只有提供一個(gè)能夠?qū)嶋H應(yīng)用的裝置，這個(gè)問題才得到解決。

水泵使桶內(nèi)液體循環(huán)流動形成渦流，渦流對果蔬表面產(chǎn)生切削力，沖洗農(nóng)殘。有些比重小的果蔬會浮上水面，所以將進(jìn)水口設(shè)計(jì)在水位線上方，依靠液體向斜下方的沖擊力，產(chǎn)生噴淋和渦流效果，達(dá)到徹底洗滌的目的。endprint