聚多巴胺“智能”响应性缓控释药肥的制备及其应用研究

发布时间：2022-10-06 11:03

　　近几十年来,全球在耕地面积扩张极小的情况下,通过大量施肥和农药投入,实现了粮食产量年复一年地增长,但是数以亿吨的化肥及农药给生态环境带来了巨大压力。传统农药和肥料由于挥发、流失等原因并未完全到达靶标和作物,极大地降低了其利用率,增加了农业生产成本。缓控释技术的应用可以有效地解决上述问题,对于可持续农业系统的构建具有至关重要的意义。目前,肥料与农药作为农业的重要组成部分,尽管在作用上迥然不同,但在缓释方法上又有诸多相似之处。因此,设计一种双重负载并具有环境响应释放特性的缓释系统理论上具有可行性,这不仅能提高肥料与农药的利用率,而且能相互增效,起到增强农作物抗逆性的作用。本学位论文以贻贝仿生聚多巴胺和二氧化硅等为基本原料,在提高农药和肥料利用效率的同时将二者结合,制备了两种多功能缓释药肥,利用多种测试手段研究其性能,并利用生物学测试对比传统肥料和农药制剂,以验证其用于现代绿色农业的可行性,主要研究内容和结果如下:1.以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,采用溶胶-凝胶法,制备介孔二氧化硅（MSNs）。用N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化铵（5... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 前言
    1.2 肥料和农药概述
        1.2.1 肥料
        1.2.2 农药
    1.3 缓控释技术的进展
        1.3.1 缓控释技术的定义
        1.3.2 常用的缓控释材料
        1.3.3 缓释农用化学品的发展概况
    1.4 环境/刺激响应性肥料研究进展
        1.4.1 pH响应性肥料
        1.4.2 温度响应性肥料
        1.4.3 盐响应性肥料
    1.5 环境/刺激响应性农药研究进展
        1.5.1 pH响应性农药
        1.5.2 氧化还原响应性农药
        1.5.3 温度响应性农药
        1.5.4 酶响应性农药
    1.6 机遇与挑战
    1.7 本学位论文选题指导思想
    参考文献
第二章 基于聚多巴胺的黏附性纳米药肥的制备及其性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及主要仪器
        2.2.2 肥料-农药复合纳米药肥的制备
            2.2.2.1 MSNs-TA的制备
            2.2.2.2 聚多巴胺包裹 MSNs-TA 并螯合锌离子
            2.2.2.3 MSNs-TA@PDA-Zn 负载 2,4-D
        2.2.3 结构表征和性能研究
            2.2.3.1 结构表征
            2.2.3.2 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的黏附性能
            2.2.3.3 2,4-D和Zn2+的释放行为考察
            2.2.3.4 盆栽实验
            2.2.3.5 种子发芽率
            2.2.3.6 皮肤测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的制备
        2.3.2 特性表征
        2.3.3 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的黏附特性
        2.3.4 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的缓释性能
        2.3.5 生物实验
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 pH和温度双重响应性纳米药肥的制备及其性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要原料及仪器设备
        3.2.2 中空介孔二氧化硅的制备
        3.2.3 十四醇和2,4-D负载的中空介孔二氧化硅的制备
        3.2.4 具有pH和温度多重响应性纳米缓释药肥的制备
        3.2.5 结构表征和性能研究
            3.2.5.1 结构表征
            3.2.5.2 2,4-D的温度响应性释放行为考察
            3.2.5.3 呋虫胺和锌肥的pH响应性释放行为考察
            3.2.5.4 盆栽实验
            3.2.5.5 种子发芽率
            3.2.5.6 害虫控制效果
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 多重响应性纳米缓释药肥的制备
        3.3.2 形貌观察
        3.3.3 EDS分析
        3.3.4 XPS分析
        3.3.5 XRD分析
        3.3.6 综合热分析
        3.3.7 Zeta电位分析
        3.3.8 BET分析
        3.3.9 红外光谱分析
        3.3.10 紫外可见吸收光谱分析
        3.3.11 光热转化性能
        3.3.12 锌肥和DF的pH响应性释放行为
        3.3.13 2,4-D的温度响应性释放行为
        3.3.14 杂草控制效果
        3.3.15 盆栽实验
    3.4 本章小结
    参考文献
全文总结
攻读硕士学位期间已发表和待发表的文章
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]高分子基环境响应性肥料的研究进展[J]. 李涛,吕少瑜,陈姣,高春梅,张少飞,柳明珠.  高分子学报. 2018(03)
[4]微胶囊释放机制概述[J]. 马涛,孙哲,张小军.  现代农药. 2017(05)
[5]16%阿维·毒死蜱微囊悬浮剂的制备及其缓释性能研究[J]. 徐梁,马超,张力卜,李佳浩,段小莉,郭洋,王佰涛,徐军,袁会珠.  农药科学与管理. 2017(07)
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[7]中国农药制剂技术发展方向试析[J]. 冷阳.  世界农药. 2017(01)
[8]包膜型多功能缓/控释肥料的研究现状及进展[J]. 王兴刚,吕少瑜,冯晨,徐秀彬,白啸,高楠楠,柳明珠,乌兰.  高分子通报. 2016(07)
[9]克拉玛依农业综合开发区土壤水盐运移特征与影响因素的分析[J]. 陈银磊,程建军,马仲民.  石河子大学学报(自然科学版). 2016(02)
[10]不同氮肥缓释化处理对夏玉米田间氨挥发和氮素利用的影响[J]. 周丽平,杨俐苹,白由路,卢艳丽,王磊,倪露.  植物营养与肥料学报. 2016(06)



本文编号：3686868