聚多巴胺“智能”響應(yīng)性緩控釋藥肥的制備及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-06 11:03
近幾十年來(lái),全球在耕地面積擴(kuò)張極小的情況下,通過(guò)大量施肥和農(nóng)藥投入,實(shí)現(xiàn)了糧食產(chǎn)量年復(fù)一年地增長(zhǎng),但是數(shù)以億噸的化肥及農(nóng)藥給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大壓力。傳統(tǒng)農(nóng)藥和肥料由于揮發(fā)、流失等原因并未完全到達(dá)靶標(biāo)和作物,極大地降低了其利用率,增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。緩控釋技術(shù)的應(yīng)用可以有效地解決上述問(wèn)題,對(duì)于可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的構(gòu)建具有至關(guān)重要的意義。目前,肥料與農(nóng)藥作為農(nóng)業(yè)的重要組成部分,盡管在作用上迥然不同,但在緩釋方法上又有諸多相似之處。因此,設(shè)計(jì)一種雙重負(fù)載并具有環(huán)境響應(yīng)釋放特性的緩釋系統(tǒng)理論上具有可行性,這不僅能提高肥料與農(nóng)藥的利用率,而且能相互增效,起到增強(qiáng)農(nóng)作物抗逆性的作用。本學(xué)位論文以貽貝仿生聚多巴胺和二氧化硅等為基本原料,在提高農(nóng)藥和肥料利用效率的同時(shí)將二者結(jié)合,制備了兩種多功能緩釋藥肥,利用多種測(cè)試手段研究其性能,并利用生物學(xué)測(cè)試對(duì)比傳統(tǒng)肥料和農(nóng)藥制劑,以驗(yàn)證其用于現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)的可行性,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1.以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板,正硅酸乙酯(TEOS)為硅源,采用溶膠-凝膠法,制備介孔二氧化硅(MSNs)。用N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N,N,N-三甲基氯化銨(5...
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 前言
1.2 肥料和農(nóng)藥概述
1.2.1 肥料
1.2.2 農(nóng)藥
1.3 緩控釋技術(shù)的進(jìn)展
1.3.1 緩控釋技術(shù)的定義
1.3.2 常用的緩控釋材料
1.3.3 緩釋農(nóng)用化學(xué)品的發(fā)展概況
1.4 環(huán)境/刺激響應(yīng)性肥料研究進(jìn)展
1.4.1 pH響應(yīng)性肥料
1.4.2 溫度響應(yīng)性肥料
1.4.3 鹽響應(yīng)性肥料
1.5 環(huán)境/刺激響應(yīng)性農(nóng)藥研究進(jìn)展
1.5.1 pH響應(yīng)性農(nóng)藥
1.5.2 氧化還原響應(yīng)性農(nóng)藥
1.5.3 溫度響應(yīng)性農(nóng)藥
1.5.4 酶響應(yīng)性農(nóng)藥
1.6 機(jī)遇與挑戰(zhàn)
1.7 本學(xué)位論文選題指導(dǎo)思想
參考文獻(xiàn)
第二章 基于聚多巴胺的黏附性納米藥肥的制備及其性能研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
2.2.2 肥料-農(nóng)藥復(fù)合納米藥肥的制備
2.2.2.1 MSNs-TA的制備
2.2.2.2 聚多巴胺包裹 MSNs-TA 并螯合鋅離子
2.2.2.3 MSNs-TA@PDA-Zn 負(fù)載 2,4-D
2.2.3 結(jié)構(gòu)表征和性能研究
2.2.3.1 結(jié)構(gòu)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+的釋放行為考察
2.2.3.4 盆栽實(shí)驗(yàn)
2.2.3.5 種子發(fā)芽率
2.2.3.6 皮膚測(cè)定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的制備
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的緩釋性能
2.3.5 生物實(shí)驗(yàn)
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 pH和溫度雙重響應(yīng)性納米藥肥的制備及其性能研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 主要原料及儀器設(shè)備
3.2.2 中空介孔二氧化硅的制備
3.2.3 十四醇和2,4-D負(fù)載的中空介孔二氧化硅的制備
3.2.4 具有pH和溫度多重響應(yīng)性納米緩釋藥肥的制備
3.2.5 結(jié)構(gòu)表征和性能研究
3.2.5.1 結(jié)構(gòu)表征
3.2.5.2 2,4-D的溫度響應(yīng)性釋放行為考察
3.2.5.3 呋蟲胺和鋅肥的pH響應(yīng)性釋放行為考察
3.2.5.4 盆栽實(shí)驗(yàn)
3.2.5.5 種子發(fā)芽率
3.2.5.6 害蟲控制效果
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 多重響應(yīng)性納米緩釋藥肥的制備
3.3.2 形貌觀察
3.3.3 EDS分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 綜合熱分析
3.3.7 Zeta電位分析
3.3.8 BET分析
3.3.9 紅外光譜分析
3.3.10 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析
3.3.11 光熱轉(zhuǎn)化性能
3.3.12 鋅肥和DF的pH響應(yīng)性釋放行為
3.3.13 2,4-D的溫度響應(yīng)性釋放行為
3.3.14 雜草控制效果
3.3.15 盆栽實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表和待發(fā)表的文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高含量阿維菌素微囊懸浮劑的制備[J]. 鐘玲,張世玲,任華,陸威,常翠蘭. 現(xiàn)代農(nóng)藥. 2019(05)
[2]控釋氮肥減施對(duì)春玉米產(chǎn)量、氮素吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J]. 尹彩俠,李前,孔麗麗,秦裕波,王蒙,于雷,劉春光,王立春,侯云鵬. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(20)
[3]高分子基環(huán)境響應(yīng)性肥料的研究進(jìn)展[J]. 李濤,呂少瑜,陳姣,高春梅,張少飛,柳明珠. 高分子學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]微膠囊釋放機(jī)制概述[J]. 馬濤,孫哲,張小軍. 現(xiàn)代農(nóng)藥. 2017(05)
[5]16%阿維·毒死蜱微囊懸浮劑的制備及其緩釋性能研究[J]. 徐梁,馬超,張力卜,李佳浩,段小莉,郭洋,王佰濤,徐軍,袁會(huì)珠. 農(nóng)藥科學(xué)與管理. 2017(07)
[6]中國(guó)農(nóng)藥使用現(xiàn)狀及展望[J]. 王佳新,李媛,王秀東,王永春. 農(nóng)業(yè)展望. 2017(02)
[7]中國(guó)農(nóng)藥制劑技術(shù)發(fā)展方向試析[J]. 冷陽(yáng). 世界農(nóng)藥. 2017(01)
[8]包膜型多功能緩/控釋肥料的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 王興剛,呂少瑜,馮晨,徐秀彬,白嘯,高楠楠,柳明珠,烏蘭. 高分子通報(bào). 2016(07)
[9]克拉瑪依農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)區(qū)土壤水鹽運(yùn)移特征與影響因素的分析[J]. 陳銀磊,程建軍,馬仲民. 石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[10]不同氮肥緩釋化處理對(duì)夏玉米田間氨揮發(fā)和氮素利用的影響[J]. 周麗平,楊俐蘋,白由路,盧艷麗,王磊,倪露. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2016(06)
本文編號(hào):3686868
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 前言
1.2 肥料和農(nóng)藥概述
1.2.1 肥料
1.2.2 農(nóng)藥
1.3 緩控釋技術(shù)的進(jìn)展
1.3.1 緩控釋技術(shù)的定義
1.3.2 常用的緩控釋材料
1.3.3 緩釋農(nóng)用化學(xué)品的發(fā)展概況
1.4 環(huán)境/刺激響應(yīng)性肥料研究進(jìn)展
1.4.1 pH響應(yīng)性肥料
1.4.2 溫度響應(yīng)性肥料
1.4.3 鹽響應(yīng)性肥料
1.5 環(huán)境/刺激響應(yīng)性農(nóng)藥研究進(jìn)展
1.5.1 pH響應(yīng)性農(nóng)藥
1.5.2 氧化還原響應(yīng)性農(nóng)藥
1.5.3 溫度響應(yīng)性農(nóng)藥
1.5.4 酶響應(yīng)性農(nóng)藥
1.6 機(jī)遇與挑戰(zhàn)
1.7 本學(xué)位論文選題指導(dǎo)思想
參考文獻(xiàn)
第二章 基于聚多巴胺的黏附性納米藥肥的制備及其性能研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及主要儀器
2.2.2 肥料-農(nóng)藥復(fù)合納米藥肥的制備
2.2.2.1 MSNs-TA的制備
2.2.2.2 聚多巴胺包裹 MSNs-TA 并螯合鋅離子
2.2.2.3 MSNs-TA@PDA-Zn 負(fù)載 2,4-D
2.2.3 結(jié)構(gòu)表征和性能研究
2.2.3.1 結(jié)構(gòu)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+的釋放行為考察
2.2.3.4 盆栽實(shí)驗(yàn)
2.2.3.5 種子發(fā)芽率
2.2.3.6 皮膚測(cè)定
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 MSNs-TA@PDA-Zn@2,4-D的制備
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的緩釋性能
2.3.5 生物實(shí)驗(yàn)
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 pH和溫度雙重響應(yīng)性納米藥肥的制備及其性能研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 主要原料及儀器設(shè)備
3.2.2 中空介孔二氧化硅的制備
3.2.3 十四醇和2,4-D負(fù)載的中空介孔二氧化硅的制備
3.2.4 具有pH和溫度多重響應(yīng)性納米緩釋藥肥的制備
3.2.5 結(jié)構(gòu)表征和性能研究
3.2.5.1 結(jié)構(gòu)表征
3.2.5.2 2,4-D的溫度響應(yīng)性釋放行為考察
3.2.5.3 呋蟲胺和鋅肥的pH響應(yīng)性釋放行為考察
3.2.5.4 盆栽實(shí)驗(yàn)
3.2.5.5 種子發(fā)芽率
3.2.5.6 害蟲控制效果
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 多重響應(yīng)性納米緩釋藥肥的制備
3.3.2 形貌觀察
3.3.3 EDS分析
3.3.4 XPS分析
3.3.5 XRD分析
3.3.6 綜合熱分析
3.3.7 Zeta電位分析
3.3.8 BET分析
3.3.9 紅外光譜分析
3.3.10 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析
3.3.11 光熱轉(zhuǎn)化性能
3.3.12 鋅肥和DF的pH響應(yīng)性釋放行為
3.3.13 2,4-D的溫度響應(yīng)性釋放行為
3.3.14 雜草控制效果
3.3.15 盆栽實(shí)驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表和待發(fā)表的文章
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高含量阿維菌素微囊懸浮劑的制備[J]. 鐘玲,張世玲,任華,陸威,常翠蘭. 現(xiàn)代農(nóng)藥. 2019(05)
[2]控釋氮肥減施對(duì)春玉米產(chǎn)量、氮素吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J]. 尹彩俠,李前,孔麗麗,秦裕波,王蒙,于雷,劉春光,王立春,侯云鵬. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(20)
[3]高分子基環(huán)境響應(yīng)性肥料的研究進(jìn)展[J]. 李濤,呂少瑜,陳姣,高春梅,張少飛,柳明珠. 高分子學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]微膠囊釋放機(jī)制概述[J]. 馬濤,孫哲,張小軍. 現(xiàn)代農(nóng)藥. 2017(05)
[5]16%阿維·毒死蜱微囊懸浮劑的制備及其緩釋性能研究[J]. 徐梁,馬超,張力卜,李佳浩,段小莉,郭洋,王佰濤,徐軍,袁會(huì)珠. 農(nóng)藥科學(xué)與管理. 2017(07)
[6]中國(guó)農(nóng)藥使用現(xiàn)狀及展望[J]. 王佳新,李媛,王秀東,王永春. 農(nóng)業(yè)展望. 2017(02)
[7]中國(guó)農(nóng)藥制劑技術(shù)發(fā)展方向試析[J]. 冷陽(yáng). 世界農(nóng)藥. 2017(01)
[8]包膜型多功能緩/控釋肥料的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 王興剛,呂少瑜,馮晨,徐秀彬,白嘯,高楠楠,柳明珠,烏蘭. 高分子通報(bào). 2016(07)
[9]克拉瑪依農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)區(qū)土壤水鹽運(yùn)移特征與影響因素的分析[J]. 陳銀磊,程建軍,馬仲民. 石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[10]不同氮肥緩釋化處理對(duì)夏玉米田間氨揮發(fā)和氮素利用的影響[J]. 周麗平,楊俐蘋,白由路,盧艷麗,王磊,倪露. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2016(06)
本文編號(hào):3686868
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