一种ZIF载药纳米材料、其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种ZIF载药纳米材料、其制备方法和应用，涉及农药化学技术领域。通过酚酸调节剂在ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种ZIF载药纳米材料、其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及农药化学
，具体而言，涉及一种ZIF载药纳米材料、其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]农药是现代农业生产实践中不可或缺的一部分，在防御重大生物灾害、保障粮食生产安全方面具有重要作用。然而，施用农药的同时也带来了很多问题，只有1％的农药对目标生物具有有效作用，大部分农药由于其理化性质、施用技术和环境因素(如风速、淋滤、蒸发、温度、湿度、沉积、光解、水解和微生物活性等)最终会丢失，导致大量的农药以及农药残留物分布在不同的区域，如土壤、空气以及水等。农药会进入受污染的食物，会吸入灰尘或气溶胶，人类在处理这类产品时会直接接触皮肤进入人体，对人类健康造成危害。同时，食品中农药残留降低了农产品的质量，增加了食品安全风险。此外，长期使用农药会使防治害虫和病原微生物产生生物耐药性，增加了防治难度。因此，开发具有防治效果好、成本低、环境危害小等优势同时还具有高效、低毒、低残留特性的农药新剂型，是降低农药流失率，提高农药防治效果的有效途径。
[0003]但是，传统的农药存在有效成分释放不可控，持效期短，水溶性低等缺点，不仅降低了农药的防控效果，并对生态环境和人畜健康造成了潜在危害。因此，亟需开发一种新型农药，以提高农药利用率，减少农药用量，实现农药减量增效，从而保障农产品质量安全。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种ZIF载药纳米材料、其制备方法和应用，旨在有效提高农药利用率，减少农药用量。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种ZIF载药纳米材料，包括改性ZIF
‑
8和负载在改性ZIF
‑
8上的农药药剂；
[0008]其中，改性ZIF
‑
8中含有酚酸调节剂。
[0009]在可选的实施方式中，酚酸调节剂选自丹宁酸、没食子酸、绿原酸和奎宁酸中的至少一种；
[0010]优选地，酚酸调节剂为丹宁酸。
[0011]在可选的实施方式中，在改性ZIF
‑
8中，酚酸调节剂与2
‑
甲基咪唑的摩尔比为0.0005
‑
0.0018:1。
[0012]在可选的实施方式中，农药药剂选自噻虫嗪和吡虫啉中的至少一种；
[0013]优选地，农药药剂和改性ZIF
‑
8的质量比为16
‑
26:100。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中任一项ZIF载药纳米材料的制备方法，包括：利用锌盐、2
‑
甲基咪唑和酚酸调节剂为原料制备改性ZIF
‑
8，然后在改性ZIF
‑
8上负载
农药药剂。
[0015]在可选的实施方式中，锌盐中的锌离子与2
‑
甲基咪唑和酚酸调节剂的摩尔比为1:4
‑
12:0.002
‑
0.0216；优选为1:6
‑
10:0.01
‑
0.015；
[0016]优选地，锌盐选自硫酸锌、硝酸锌和醋酸锌中的至少一种。
[0017]在可选的实施方式中，制备改性ZIF
‑
8的过程包括：将锌盐溶解后得到锌盐溶液，将2
‑
甲基咪唑与酚酸调节剂混合溶解后得到配体溶液，将锌盐溶液和配体溶液混合反应；
[0018]优选地，用于制备锌盐溶液和配体溶液的溶剂均为水，通过控制水的总用量，使锌盐溶液和配体溶液混合后锌离子的浓度为0.05mol/L
‑
0.25mol/L；
[0019]优选地，反应温度为15℃
‑
30℃，反应时间为3h
‑
6h；
[0020]优选地，在反应完成之后进行老化处理1h
‑
4h，然后分离得到多孔ZIF
‑
8固体，将多孔ZIF
‑
8固体洗涤、干燥。
[0021]在可选的实施方式中，在改性ZIF
‑
8上负载农药药剂的过程包括：将有机溶剂、农药药剂和改性ZIF
‑
8混合反应4h
‑
10h；
[0022]优选地，加入农药药剂和改性ZIF
‑
8的质量比为2
‑
4:1；
[0023]优选地，反应过程是在振荡的条件下进行，控制转速为700r/min
‑
1200r/min；
[0024]优选地，在反应完成之后，进行分离得到载药颗粒，将载药颗粒进行干燥。
[0025]在可选的实施方式中，有机溶剂选自丙酮、二氯甲烷中的至少一种；
[0026]优选地，当农药药剂为噻虫嗪时，所采用的有机溶剂为丙酮；当农药药剂为吡虫啉时，所采用的有机溶剂为二氯甲烷；
[0027]优选地，控制有机溶剂的用量，使农药药剂在反应体系中的浓度为10mg/mL
‑
60mg/mL。
[0028]第三方面，本专利技术提供一种农药，包括前述实施方式中任一项ZIF载药纳米材料或前述实施方式中任一项制备方法制备得到的ZIF载药纳米材料。
[0029]本专利技术具有以下有益效果：通过酚酸调节剂在ZIF
‑
8制备过程中进行功能化改性，以形成分级多孔的结构，有利于提高ZIF
‑
8的载药性能，在负载农药药剂之后可以有效控制农药释放，延长农药持效期，有利于提高农药的利用率，减少农药用量。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1为丹宁酸调节ZIF
‑
8的SEM图；图中，(a)表示ZIF
‑
8a(TA30)，丹宁酸加入量为30mg；(b)表示ZIF
‑
8a(TA50)，丹宁酸加入量为50mg；(c)表示ZIF
‑
8a(TA70)，丹宁酸加入量为70mg；(d)表示ZIF
‑
8a(TA100)，丹宁酸加入量为100mg，(e)表示ZIF
‑
8a，未加入丹宁酸；
[0032]图2为丹宁酸调节ZIF
‑
8的FT
‑
IR图谱；图中，a表示ZIF
‑
8a；b表示ZIF
‑
8a(TA30)，丹宁酸加入量为30mg；c表示ZIF
‑
8a(TA50)，丹宁酸加入量为50mg；d表示ZIF
‑
8a(TA70)，丹宁酸加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ZIF载药纳米材料，其特征在于，包括改性ZIF
‑
8和负载在所述改性ZIF
‑
8上的农药药剂；其中，所述改性ZIF
‑
8中含有酚酸调节剂。2.根据权利要求1所述的ZIF载药纳米材料，其特征在于，所述酚酸调节剂选自丹宁酸、没食子酸、绿原酸和奎宁酸中的至少一种；优选地，所述酚酸调节剂为丹宁酸。3.根据权利要求2所述的ZIF载药纳米材料，其特征在于，在所述改性ZIF
‑
8中，所述酚酸调节剂与2
‑
甲基咪唑的摩尔比为0.0005
‑
0.0018:1。4.根据权利要求1所述的ZIF载药纳米材料，其特征在于，所述农药药剂选自噻虫嗪和吡虫啉中的至少一种；优选地，所述农药药剂和所述改性ZIF
‑
8的质量比为16
‑
26:100。5.一种权利要求1
‑
4中任一项所述ZIF载药纳米材料的制备方法，其特征在于，包括：利用锌盐、2
‑
甲基咪唑和所述酚酸调节剂为原料制备改性ZIF
‑
8，然后在所述改性ZIF
‑
8上负载所述农药药剂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐中的锌离子与所述2
‑
甲基咪唑和所述酚酸调节剂的摩尔比为1:4
‑
12:0.002
‑
0.0216；优选为1:6
‑
10:0.01
‑
0.015；优选地，所述锌盐选自硫酸锌、硝酸锌和醋酸锌中的至少一种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，制备所述改性ZIF
‑
8的过程包括：将所述锌盐溶解后得到锌盐溶液，将所述2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广洋，徐东辉，周杰，陈鸽，戚晨雨，侯雨杉，杨可欣，吕军，李凌云，陈晶，张延国，林桓，
申请(专利权)人：中国农业科学院蔬菜花卉研究所，
类型：发明
国别省市：