关于农药的论文提纲

论文题目：炭基多孔复合材料的制备及对农药的缓释研究

摘要：农药的广泛应用使全球粮食生产能够支持人口增长的需求。目前市面上使用的农药以化学农药占主导,然而,不合理的农药施用方式产生了一系列生态环境问题。在新药的开发耗时又耗资的情况下,开发高效、安全、环境友好、低成本的新型农药就显得尤为重要,缓控释农药能较好地满足这些条件。本文以疏水性农药胺苯磺隆（ethametsulfuron-methyl,ESM）和亲水性农药吡虫啉（imidacloprid,IMI）为缓释药剂,通过优化负载条件,制备了多孔炭/农药和壳聚糖/多孔炭/农药水凝胶球两种剂型缓释农药,并研究了药物在载体中负载与缓释特点和机理。得到的主要结果如下:1.利用生物质材料油菜秸秆作为原材料,选用H3PO4、（NH4）2HPO4和HNO3作为改性剂,得到改性多孔炭材料。通过元素分析（Elemental Analysis,EA）、傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）、比表面积测量（Brunner-Emmet-Teller measurements,BET）、X-射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）、元素分析以及零电荷点(Point of zero charge p H,p HPZC)测定等表征对多孔炭进行结构与理化性质分析,结果表明:改性后的多孔炭材料表面官能团丰富度增加,H3PO4和（NH4）2HPO4改性后的孔结构得到改善和丰富,比表面积（specific surface area,SSA）有所增大。2.对比表明,10%H3PO4改性制备的多孔炭10PRS-PC400对ESM和IMI的负载效果较好,基于此,选用10PRS-PC400作为农药载体,通过优化制备条件,获得了负载量较好的多孔炭/农药缓释剂,并对其进行缓释研究。研究结果表明:10PRS-PC400负载农药符合伪二级动力学模型和Freundlich模型,且是一个放热的自发过程,其负载机理涉及到表面吸附（范德华力、氢键和π-π相互作用）和孔隙填充。其次,10PRS-PC400/IMI在缓冲液中缓释存在突释（约占17.92%～19.46%）,缓释速率不受p H的影响,216 h（9 d）的累积释放率（the cumulative release rate,CRR）为28.36%～30.41%,而且低分子量有机酸（low molecular weight organic acids,LMWOAs）的添加,促进了IMI的释放。此外,其释放动力学符合Higuchi和Ritger-Peppas模型,释放机理是Fick扩散。3.采用离子交联法制备了具有缓释功能的壳聚糖/10PRS-PC400/农药水凝胶球,通过优化制备条件得到缓释性能较好的水凝胶球,并对其进行形貌和理化性质表征,同时探究其药物缓释性能。样品扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）、XRD、FTIR和BET分析结果表明,水凝胶球缓释剂是外层紧密,内部疏松多孔的3D网状结构,农药分子或包裹或嵌于其中或被10PRS-PC400负载。其次,农药与载体之间存在氢键、π-π共轭和静电相互作用。缓释研究表明:随着10PRS-PC400的投入量或缓释介质的p H的增加,ESM的释放速率变快,但对IMI的影响不大;缓释介质中添加LMWOAs后,ESM的释放受到抑制,但对IMI的释放有一定的促进作用。动力学拟合结果表明,ESM在p H=5.0或7.0缓冲液中释放机理是扩散,在p H=6.0缓冲液中的释放机理是骨架溶蚀与扩散的协同作用;IMI在不同p H缓冲溶液中受扩散机制控制。

关键词：多孔炭材料;壳聚糖;水凝胶;农药;负载;缓释

学科专业：应用化学

摘要

ABSTRACT

缩略语表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 多孔炭材料

1.2.1 多孔炭材料的性质及特征

1.2.2 生物炭的性质与特征

1.2.3 生物炭的改性

1.3 水凝胶的性质及其制备方法

1.3.1 水凝胶的性质

1.3.2 水凝胶的制备方法

1.3.3 水凝胶复合材料的制备方法

1.4 胺苯磺隆的研究进展

1.5 吡虫啉的研究进展

1.6 本论文的主要研究内容、创新点和技术路线

1.6.1 主要研究内容

1.6.2 创新点

1.6.3 技术路线

第二章 多孔炭的制备及理化性质表征

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 实验药品与试剂

2.2.2 实验仪器与设备

2.3 实验方法

2.3.1 多孔炭材料的制备

2.3.2 多孔炭材料的表征

2.4 结果与讨论

2.4.1 EA

2.4.2 FTIR分析

2.4.3 XRD分析

2.4.4 SSA与孔径分布分析

2.4.5 pHPZC分析

2.5 本章小结

第三章 多孔炭对吡虫啉、胺苯磺隆的负载-缓释研究

3.1 引言

3.2 实验材料和仪器

3.2.1 实验药品与试剂

3.2.2 实验仪器

3.3 实验方法

3.3.1 多孔炭的制备

3.3.2 多孔炭对ESM负载条件的优化

3.3.3 多孔炭对IMI负载条件的优化

3.3.4 吸附动力学研究

3.3.5 等温吸附及热力学研究

3.3.6 10PRS-PC400 负载农药前后的表征

3.3.7 10PRS-PC400/农药缓释研究

3.4 结果与讨论

3.4.1 多孔炭负载农药制备条件的筛选

3.4.2 10PRS-PC400 负载前后表征

3.4.3 10PRS-PC400 负载农药的研究

3.4.4 10PRS-PC400/农药的缓释研究

3.5 本章小结

第四章 水凝胶球缓释剂的制备及其缓释研究

4.1 引言

4.2 实验材料和仪器

4.2.1 实验药品与试剂

4.2.2 实验仪器

4.3 实验方法

4.3.1 水凝胶球(CS/10PRS-PC400/农药)的制备

4.3.2 水凝胶球(CS/10PRS-PC400/农药)的表征

4.3.3 水凝胶球(CS/10PRS-PC400/农药)包封率和包封量的测定

4.3.4 水凝胶球(CS/10PRS-PC400/农药)的缓释研究

4.4 结果与讨论

4.4.1 水凝胶球(CS/10PRS-PC400/农药)的形貌与结构表征

4.4.2 CS/10PRS-PC400/ESM水凝胶球性能的影响

4.4.3 CS/10PRS-PC400/IMI水凝胶球性能的影响

4.4.4 水凝胶球(CS/10PRS-PC400/农药)的缓释研究

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢