金属—有机骨架材料的制备及其农药负载性能研究

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金属-有机骨架材料(MOFs)是一类新兴的无机-有机杂化多孔材料,在医药传送体系、气体储存和分离、水体净化、多相催化、化学传感器、环境修复等领域备受关注。近年来,基于其优异的性能,金属-有机骨架材料在农药领域,特别是作为多功能农药输送载体展现出广阔的应用前景。本论文以嘧菌酯和烯唑醇为模式农药,通过物理吸附法制备了三种以金属-有机骨架材料为载体的农药控制释放体系,并对其控释性能、生物活性等进行了研究。主要结果概括如下:1.铁基金属-有机骨架/嘧菌酯控释体系的制备及其对小麦生长的影响以三价铁金属节点,1,3,5-苯三甲酸为有机配体制备了一种八面体多孔结构的铁基金属-有机骨架材料(Fe-MIL-100)。Fe-MIL-100具有较高的比表面积(2251 m2/g),对嘧菌酯的负载量可达16.2%。所制备的嘧菌酯载药体系表现出良好的pH敏感性以及可持续释放性能。此外,载药体系对小麦赤霉病病原菌和番茄晚疫病病原菌均表现出良好的生物活性。进一步研究发现,Fe-MIL-100可以作为铁微量营养素促进小麦生长。2.聚多巴胺修饰铁基金属-有机骨架/烯唑醇控释体系的制备及其性能研究以三价铁离子为金属节点,2-氨基对苯二甲酸为有机配体,采用微波辅助溶剂热法合成了大小均一、表面氨基化的铁基金属-有机骨架材料(NH2-Fe-MIL-101)。对烯唑醇进行负载得到载药率约为28.1%的载药体系Dini@NH2-Fe-MIL-101。进一步利用多巴胺对载药体系进行修饰得到了具有pH敏感释放的载药体系(PDA@Dini@NH2-Fe-MIL-101)。多巴胺修饰以及未修饰的两种载药体系对小麦赤霉病病原菌均表现出良好的生物活性。此外,通过表面张力的研究发现PDA@Dini@NH2-Fe-MIL-101悬浮液的表面张力有所降低,表明多巴胺表面涂层可以潜在提高载药颗粒在靶标上的沉积效率。3.自发荧光铝基金属-有机骨架材料用于嘧菌酯与烯唑醇负载及其性能研究以三价铝离子为金属节点,2-氨基对苯二甲酸为有机配体,采用微波辅助溶剂热法制备了具有自发荧光特性且呈“花椰菜状”结构的铝基金属-有机骨架材料(NH2-Al-MIL-101),并对嘧菌酯和烯唑醇进行了负载,得到同时负载嘧菌酯与烯唑醇的载药体系(AZOX@Dini@NH2-Al-MIL-101)。制备的载体材料在不同激发波长下(300、320、340、360、380、400 nm)均有不同强度的发射光谱,且在激光共聚焦显微镜下展现出强烈的荧光信号。同时,制备的载药体系比单独用嘧菌酯或烯唑醇对水稻纹枯病病原菌表现出更好的生物活性。
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