本发明涉及农药领域,特别涉及一种改性茚虫威纳米农药及其制备方法。
背景技术:
1、茚虫威是一种常见的防治鳞翅目害虫的杀虫剂,以触杀和胃毒作用为主。目前在农业上的应用主要是合成悬浮剂、水分散剂及乳油。为提高原药药效,需要通过向药液中添加一定量的农药助剂、功能化合物或乳化剂,来降低药液表面张力和提高药液在靶标表面的沉积量。
2、虽然,通过制作合理的乳化剂和制剂,可以改善靶标作物上的液滴的疏水性,提高农药利用率。然而,这类农药制剂大多是难溶于水的化学品,稳定性差,易分解,不耐雨水冲刷;在施用过程中,由于天气及施药方式会导致大多数农药未到达目标农作物流入了生态系统,从而产生了环境和成本问题,进而加剧了生产成本。
技术实现思路
1、发明目的:本发的第一目的为提供一种提高茚虫威原药稳定性及其在植物叶面的黏附性的改性茚虫威纳米农药;本发明的第二目的为提供所述改性茚虫威纳米农药的制备方法。
2、技术方案:本发明所述的改性茚虫威纳米农药,包括载体、负载的茚虫威原药(ind)和接枝在载体上的氧化海藻酸钠(osa),所述载体为含氨基的铁基金属有机框架材料(),所述氧化海藻酸钠的醛基与载体材料上的氨基发生席夫碱反应,从而接枝在载体上。
3、优选的,所述含氨基的铁基金属有机框架材料的有机配体为氨基对苯二甲酸。进一步优选的,所述含氨基的铁基金属有机框架材料与茚虫威原药的质量比为(5﹕4)~(4﹕3);所述负载茚虫威原药的铁基金属有机框架材料与氧化海藻酸钠的摩尔比为(4﹕5)~(5﹕6)。
4、本发明所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,包括以下步骤:
5、(1)将茚虫威原药负载在含氨基的铁基金属有机框架材料上;
6、(2)向步骤(1)载药后的载体和氧化海藻酸钠加入溶剂中,通过席夫碱反应将氧化海藻酸钠接枝在铁基金属有机框架上,得到改性茚虫威纳米农药。
7、优选的,步骤(1)中,所述茚虫威原药负载在含氨基的铁基金属有机框架材料上的方法为:将铁基金属有机框架材料和茚虫威原药分散在溶剂中,使茚虫威原药进入到铁基金属有机框架材料的空隙中,然后冻干得到负载茚虫威原药的铁基金属有机框架材料。
8、优选的,步骤(1)中,所述铁基金属有机框架材料的制备方法为:以氨基对苯二甲酸为有机配体、二甲基甲酰胺为溶剂与铁盐通过水热法合成含氨基的铁基金属有机框架材料(mil-101-nh2),所述氨基对苯二甲酸为有机配体与铁盐中铁的摩尔比为(1﹕1)~(1﹕6),反应温度为90~130℃,反应时间为20~48小时。
9、所述mil-101-nh2的结构式为:
10、
11、优选的,步骤(2)中,所述反应温度为20~40℃。
12、优选的,步骤(2)中,所述溶剂为乙醇溶液或dmf溶液。
13、优选的,步骤(2)中,所述氧化海藻酸钠的制备方法为:(1)将海藻酸钠在去离子水中充分溶解;(2)向海藻酸钠溶液中加入高碘酸钠,在20~30℃避光条件下下发生氧化反应;(3)终止反应,多次洗涤,离心、透析,将其冻干。
14、优选的,所述终止反应为加入乙二醇溶液颜色变深后使反应终止。
15、优选的,反应时间为4~5小时。
16、发明机理:
17、纳米农药的兴起为农药制剂的可控设计、农药向靶标精准递送、农业的可持续发展提供了新的方案。金属有机框架材料具有大比表面积、丰富的内部孔道、可控的合成路线、易于表面修饰,并且具有良好的生物相容性。因此,选用金属有机框架材料作为农药的载体,设计具有刺激响应可控释放的纳米农药。
18、本发明采用含氨基的铁基金属有机框架材料为载体,负载茚虫威原药后,利用席夫碱反应采用氧化海藻酸钠修饰载药的铁基金属有机框架材料,然后形成化学交联的水凝胶,包覆在表面。海藻酸钠是一种天然多糖,其界面亲和性好,用于修饰铁基金属有机框架材料可增强材料的界面亲和性,提高纳米农药颗粒与植物叶面的黏附性。
19、有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:(1)通过将茚虫威原药装载在铁基金属有机框架材料上,并采用氧化海藻酸钠对铁基金属有机框架材料进一步修饰,提高了茚虫威原药的稳定性和在植物叶面的黏附性;(2)利用席夫碱反应将氧化海藻酸钠接枝在铁基金属有机框架上,合成的材料密度小、比表面积大、多孔性、结晶性和可功能化;(3)制备方法简单、易合成,生产成本低,易于实施,便于实现工业化;(4)本方法制备的产物易纯化,且收率高;析出产物所用的溶剂,以及洗涤产物所用的溶剂均可通过常压蒸馏进行回收,减少了溶剂的使用及排污时对环境造成的污染。
1.一种改性茚虫威纳米农药,其特征在于,包括载体、负载的茚虫威原药和接枝在载体上的氧化海藻酸钠,所述载体为含氨基的铁基金属有机框架材料,所述氧化海藻酸钠的醛基与载体材料上的氨基发生席夫碱反应,从而接枝在载体上。
2.根据权利要求1所述的改性茚虫威纳米农药,其特征在于,所述含氨基的铁基金属有机框架材料的有机配体为氨基对苯二甲酸。
3.根据权利要求2所述的改性茚虫威纳米农药,其特征在于,所述含氨基的铁基金属有机框架材料与茚虫威原药的质量比为(5﹕4)~(4﹕3)。
4.根据权利要求2所述的改性茚虫威纳米农药,其特征在于,所述负载茚虫威原药的铁基金属有机框架材料与氧化海藻酸钠的质量比为(4﹕5)~(5﹕6)。
5.一种权利要求1~4任一所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述反应温度为20~40℃。
7.根据权利要求5所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述茚虫威原药负载在含氨基的铁基金属有机框架材料上的方法为:将铁基金属有机框架材料和茚虫威原药分散在溶剂中,使茚虫威原药进入到铁基金属有机框架材料的空隙中,然后冻干得到负载茚虫威原药的铁基金属有机框架材料。
8.根据权利要求5所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述溶剂为乙醇溶液或dmf溶液。
9.根据权利要求5所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,其特征在于,所述含氨基的铁基金属有机框架材料的制备方法为:以氨基对苯二甲酸为有机配体、二甲基甲酰胺为溶剂与铁盐通过水热法合成含氨基的铁基金属有机框架材料,所述氨基对苯二甲酸为有机配体与铁盐中铁的摩尔比为(1﹕1)~(1﹕6),反应温度为90~130℃,反应时间为20~48小时。
10.根据权利要求5所述的改性茚虫威纳米农药的制备方法,其特征在于,所述氧化海藻酸钠的制备方法为:
