Haben sie ein Nanopestizid aus Graphenoxid auf Wasserbasis entwickelt?


Nanofertilizante

Die Erfindung gehört in den Bereich der Nanotechnologie und betrifft insbesondere ein Nano-Pestizid auf Wasserbasis aus Graphenoxid zur Vorbeugung und Bekämpfung von Pilzkrankheiten bei Nutzpflanzen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung.

Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis

Das Bakterizid im wasserbasierten Graphenoxid-Nanopestizid haftet an der Oberfläche des Graphenoxids durch den pi-pi-Konjugationseffekt, den Wasserstoffbindungseffekt und den elektrostatischen Adsorptionseffekt, die Pilzzellen werden durch das Graphenoxid geschädigt, und dann wird das Medikament genau freigesetzt, so dass eine effiziente Nutzung des Medikaments realisiert wird, und das Graphenoxid und das Pestizid zeigen einen hervorragenden synergistischen Mechanismus.

Wenn das Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis, das durch die Emulsionsgefriertrocknungsmethode hergestellt wurde, zur Vorbeugung und Bekämpfung von Pilzkrankheiten eingesetzt wird, wird das Problem der Abdrift des Nanopestizids gemildert. Und das wasserlösliche Nano-Pestizid hat eine gute Wasserlöslichkeit und Anti-Drift-Leistung und ist ein neuartiges Nano-Pestizid auf Wasserbasis.

Beschreibung

Graphenoxid-Nano-Pestizid auf Wasserbasis und Verfahren zu seiner Herstellung und Anwendung.

Technischer Bereich

Die Erfindung gehört zum Gebiet der Nanotechnologie und betrifft insbesondere ein Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis zur Vorbeugung und Bekämpfung von Pilzkrankheiten bei Nutzpflanzen sowie ein Herstellungsverfahren und dessen Anwendung.

Hintergrund

Das herkömmliche Pestizid hat die Probleme der schlechten Dispergierbarkeit, der schlechten Stabilität, der geringen biologischen Aktivität, der geringen Abbaugeschwindigkeit und dergleichen aufgrund der Tatsache, dass die arzneimittelbeladenen Partikel des herkömmlichen Pestizids groß sind, die Verwendungsrate der Zielpflanzen weniger als 30% beträgt und die Dosis der Schadorganismen weniger als 0,1% beträgt.

Die Daten zeigen, dass das Pestizid auf das Feld gesprüht werden kann, und der Verlust des Pestizids durch Abtropfen, Staubabdrift, Abwaschen durch Regen und dergleichen kann mehr als 70% betragen.

Der Einsatz großer Mengen von Pestiziden führt zu erheblicher Umweltverschmutzung und übermäßigen Pestizidrückständen und gefährdet ernsthaft die körperliche und geistige Gesundheit der Menschen.

Die Nanotechnologie kann die Verschmutzung durch Pestizidrückstände wirksam verringern und die effektive Nutzungsrate von Pestiziden verbessern. Darüber hinaus hat das Nano-Wirkstoffabgabesystem die Vorteile der Verbesserung der Dispergierbarkeit, der Stabilität und der Anwendungsrate des Pestizids, der Verlängerung der Haltbarkeit, der Verringerung der Restmenge und dergleichen.

Graphen ist ein zweidimensionales Nanomaterial, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht und erstmals 2004 von den britischen Wissenschaftlern Novoselov und Gemm et al. entdeckt wurde. Graphenoxid ist ein Derivat von Graphen und hat eine Oberfläche, die reich an sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen ist, so dass das Graphenoxid eine gute Wasserlöslichkeit und Stabilität aufweist.

Gleichzeitig hat das Graphenoxid auch die Fähigkeit, die Medizin mit einer Struktur ähnlich einem Benzolring durch pi-pi-Akkumulation, hydrophobe Wirkung und Wasserstoffbindungseffekt zu laden, so dass das Graphenoxid im Bereich der biologischen Medizin weit verbreitet ist.

Die Klinge des zweidimensionalen Graphenoxid-Nanomaterials wird als Nanometer bezeichnet und kann Zellmembranen von Bakterienzellen durchschneiden. Der normale Stoffwechsel von Bakterienzellen kann durch den Mechanismus des oxidativen Stresses beeinträchtigt werden, was zum Zelltod führt.

Wenn eine große Menge von Graphenoxid-Nanoblättern auf der Oberfläche von Bakterienzellen adsorbiert wird, können die Bakterien vollständig umhüllt werden, so dass sie physisch von der Umgebung isoliert werden und die Mikroorganismen langsam absterben. Der Sterilisationsmechanismus zeigt, dass das zweidimensionale Graphenoxid als Medikamententräger verwendet werden kann, um eine antibakterielle synergistische Wirkung zu erzielen.

Die Erfindungspatentanmeldung Nr. 201310550703.7 offenbart ein Herstellungsverfahren für Thiophanatmethyl-Nanopestizide, das die Dosierung reduziert und die Wirkung des Pestizids verbessert. Die bestehenden Patente zu Nanopestiziden befassen sich jedoch hauptsächlich mit der Synergie von Nanopestiziden, und das Problem der Nanopestizidabdrift kann nicht gelöst werden.

Offenlegung der Erfindung

Um die Mängel herkömmlicher Pestizide zu überwinden und die durch herkömmliche Pestizide verursachten ökologischen und sozialen Probleme zu lösen, zielt die Erfindung hauptsächlich darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung eines Graphenoxid-Nanopestizids auf Wasserbasis zur Vorbeugung und Bekämpfung von Pilzkrankheiten bei Nutzpflanzen bereitzustellen.

Die Erfindung zielt auch darauf ab, das Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis bereitzustellen, das durch das Herstellungsverfahren produziert wird. Das Nano-Pestizid hat eine gute Wasserlöslichkeit und Anti-Drift-Leistung, kann offensichtlich die Sterilisation Fähigkeit des Pestizids zu verbessern, und realisiert die Reduktion und Synergismus des Pestizids.

Die Erfindung zielt ferner darauf ab, die Anwendung des wasserbasierten Graphenoxid-Nano-Pestizids zu ermöglichen.

Um diesen Zweck zu erreichen, sieht das technische Schema der Erfindung folgendermaßen aus:

Ein Herstellungsverfahren für ein Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis umfasst die folgenden Schritte:

(1) Auflösen von Graphenoxid in Wasser und kräftiges Rühren zur Bildung einer wässrigen Graphenoxiddispersion; Auflösen des Bakterizids in Dimethylsulfoxid, N-N-Dimethylformamid oder Methanol zur Bildung einer Bakterizidlösung in organischer Phase;

die Konzentration der wässrigen Graphenoxid-Dispersion beträgt 0,5-1 g/L;

die Konzentration der Bakterizidlösung beträgt 1,25: 1-3,75: 1;

(2) tropfenweise Zugabe der Bakterizidlösung in die wässrige Graphenoxiddispersion unter kräftigem Rühren und kräftigem Rühren für 24-48 Stunden nach der tropfenweisen Zugabe, um eine gemischte Lösung zu erhalten, Entfernung der freien Pestizidmoleküle durch Dialyse oder Reinigung der Reaktionsflüssigkeit, Entfernung des Überstandes durch Hochgeschwindigkeitszentrifugation und Gefriertrocknung, um ein Produkt zu erhalten, nämlich das feste Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis;

Das Massenverhältnis zwischen dem Bakterizid und dem Graphenoxid in der gemischten Lösung beträgt 2: 1-2: 3;

(3) Dispergieren des festen Graphenoxid-Nanopestizids auf Wasserbasis in einer wässrigen Lösung im Verhältnis von 1: 100-1000, Hinzufügen von 1% Tween 80 und Oszillieren, um eine Emulsion zu erhalten, nämlich das Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis.

Bei dem Bakterizid handelt es sich vorzugsweise um Carbendazim oder Epoxiconazol, das zur Vorbeugung und Behandlung von Pilzerkrankungen geeignet ist.

Vorzugsweise beträgt die Dialysezeit 6 Stunden.

Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Waschvorgänge mit der Reaktionslösung 3.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Hochgeschwindigkeitszentrifugation beträgt vorzugsweise 10000 U/min.

Die Erfindung stellt ferner ein Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis bereit, das durch das Herstellungsverfahren hergestellt wurde.

Die Erfindung sieht ferner die Anwendung des Graphenoxid-Nanopestizids auf Wasserbasis bei der Vorbeugung und Bekämpfung von Pilzkrankheiten von Kulturpflanzen vor, wobei zu den Pilzkrankheiten von Kulturpflanzen die Reisbräune, die gebänderte Sklerotialfäule, der Echte Mehltau, das Damping Off, die Anthraknose oder die Blattflecken gehören.

Verglichen mit dem Stand der Technik hat die Erfindung folgende Vorteile und vorteilhafte Wirkungen:

Das Bakterizid im wasserbasierten Graphenoxid-Nanopestizid (GO Carbendazim), das durch die Erfindung hergestellt wurde, haftet an der Oberfläche des Graphenoxids durch den pi-pi-Konjugationseffekt, den Wasserstoffbindungseffekt und den elektrostatischen Adsorptionseffekt, und das Graphenoxid schädigt die Pilzzellen, so dass das Medikament genau freigesetzt wird, die effiziente Nutzung des Medikaments realisiert wird und das Graphenoxid und das Pestizid einen ausgezeichneten synergistischen Mechanismus haben.

Wenn das Graphenoxid-Nanopestizid auf Wasserbasis, das durch das Emulgier-Gefriertrocknungsverfahren hergestellt wurde, zur Vorbeugung und Bekämpfung von Pilzkrankheiten bei Pflanzen verwendet wird, kann sich die hydrophobe Oberfläche der zweidimensionalen Blattstruktur des Graphenoxids leicht an den Pflanzenblättern festsetzen, so dass sich das eingeschleppte Nanopestizid leicht an der Oberfläche der Pflanzen festsetzen kann und das Problem der Abdrift des Nanopestizids gelöst wird.

Detaillierte Beschreibung

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Beispielen näher beschrieben, doch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Für nicht ausdrücklich erwähnte Prozessparameter kann auf herkömmliche Techniken verwiesen werden.