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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业生产,尤其涉及一种壳聚糖-mofs复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、酸性土壤约占我国耕地总面积的五分之一,土壤酸化严重制约了农业可持续发展。当ph在5左右时,土壤中的铝将由难溶性转变为可溶性交换态(al3+)。微摩尔级的al3+即可抑制作物根系伸长,并影响植株信号转导、活性氧与dna等方面的正常生理功能,导致植株生长停滞最终枯萎死亡。因此,降低作物根际铝离子含量或提高植物的铝毒抗逆性对于缓解土壤酸化引发的作物减产问题尤为重要。
2、现有技术针对植物铝胁迫的解决方法主要包括改善土壤理化性质、施用铝离子吸附剂以及选择耐铝植物品种。但是上述解决方法存在以下缺陷:1)改善土壤理化性质的方法是为了创造并维持有利于植物生长的土壤环境。然而此类传统手段往往需要大量的时间和成本投入,难以迅速、有针对性地解决由铝毒胁迫导致的减产问题。2)铝离子吸附剂对铝离子的吸附能力较弱,难以在短时间内实现对大量铝离子的有效吸附。其次,传统的吸附剂或拮抗剂的吸附效率较低,无法实现对植物生长调节剂的智能控制释放,导致在需要时无法及时释放生长调节剂,从而影响植物的生长效果。此外,传统的吸附剂成本较高,且由于无法实现循环利用,通常是一次性使用的。3)通过自然或人为选择可以挑选出抗逆性强的耐铝植物品种并进行培育。然而这种方法在实际生产中受到许多限制,难以广泛应用。
3、金属有机框架材料(metal-organic frameworks,mofs)作为一种具有极高的比表面积、孔隙率和孔径/功能可调控性的纳米材料,分别作为
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种壳聚糖-mofs复合材料及其制备方法和应用,旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:
3、一种壳聚糖-mofs复合材料,原料包括植物生长调节剂、mofs和壳聚糖;所述植物生长调节剂包括萘乙酸和色氨酸;所述壳聚糖-mofs复合材料包括nt@cs@uz(s)和nt@cs@uz(b)。
4、一种如上述所述的壳聚糖-mofs复合材料的制备方法,所述nt@cs@uz(s)的制备步骤如下:
5、将n@cs@u(s)浸泡在水中,加入350mg t@z粉末,于40℃搅拌24h,重复冻干步骤后,最终获得装载萘乙酸与色氨酸的cs@uio-66@zif-8海绵,即nt@cs@uz(s)。
6、进一步的,所述n@cs@u(s)的制备步骤如下:
7、取10ml 2%hac溶液溶解500mg n@u粉末,得到溶液a;取40ml 2%hac溶液溶解1.5g cs粉末,得到溶液b;将溶液a和溶液b于室温混合,搅拌12h,得到混合酸液;将所述混合酸液倒入适当容器中冻干,再使用乙醇与水反复清洗至溶液呈中性后重复冻干,最终获得n@cs@u(s)。
8、进一步的,所述nt@cs@uz(b)的制备步骤如下:
9、称取1.5g cs粉末溶于50ml 2%hac中,加入500mg n@u粉末和350mg t@z粉末,于室温搅拌12h,将cs酸液倒入适当容器中冻干,再使用乙醇与水反复清洗至溶液呈中性后重复冻干,最终获得装载萘乙酸与色氨酸的cs@uio-66@zif-8微球,即nt@cs@uz(b)。
10、进一步的,所述n@u粉末的制备步骤如下:
11、称取160mg的zrcl4溶于40ml的dmf中搅拌至澄清;依次向溶液中加入2.5g苯甲酸和125mg对苯二甲酸,充分搅拌后将溶液转移到反应釜中,在120℃条件下加热,反应24h;待体系冷却至室温后,在10000r转速下对产物进行离心,将获得的沉淀分别用dmf和乙醇清洗,至洗涤剂无色后,置于50℃条件下真空干燥,获得uio-66白色粉末;将uio-66和萘乙酸分散在水中搅拌24h,在10000r转速下对产物进行离心,将获得的沉淀分别用水和乙醇清洗,置于50℃条件下真空干燥,最终获得装载萘乙酸的uio-66粉末,即n@u粉末。
12、进一步的,所述t@z粉末的制备步骤如下:
13、制备所述t@z粉末的步骤为:称取0.3g六水合硝酸锌溶于10ml水中,再称取4.5g的2-甲基咪唑溶于70ml水中;将两溶液充分混合后转移到反应釜中,在120℃条件下加热,反应6h;待体系冷却至室温后,在10000r转速下对产物进行离心,将获得的沉淀分别用水和乙醇清洗,置于50℃条件下真空干燥,获得zif-8粉末,将zif-8和色氨酸分散在水中搅拌24h,在10000r转速下对产物进行离心,将获得的沉淀分别用水和乙醇清洗,置于50℃条件下真空干燥,最终获得装载色氨酸的zif-8粉末,即t@z粉末。
14、一种如上述所述的壳聚糖-mofs复合材料在提高植物抗铝毒胁迫中的应用。
15、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:
16、该壳聚糖-mofs复合材料及其制备方法和应用,
17、本专利技术成功制备了兼具海绵和微球形态的壳聚糖-mofs复合材料,该复合材料具有吸附-控释双重功能。在环境中,该复合材料能够高效吸附铝离子,同时能够智能控制释放植物生长调节剂;本专利技术提供的可循环利用的创新技术不仅能够显著提高植物的生长速度和产量,还能够降低使用成本;基于该复合材料的吸附-控释双功能,有望拓展其在其他领域的应用。
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1.一种壳聚糖-MOFs复合材料,其特征在于,原料包括植物生长调节剂、MOFs和壳聚糖;所述植物生长调节剂包括萘乙酸和色氨酸;所述壳聚糖-MOFs复合材料包括NT@CS@UZ(s)和NT@CS@UZ(b)。
2.一种根据权利要求1所述的壳聚糖-MOFs复合材料的制备方法,其特征在于,所述NT@CS@UZ(s)的制备步骤如下:
3.根据权利要求2所述的壳聚糖-MOFs复合材料的制备方法,其特征在于,所述N@CS@U(s)的制备步骤如下:
4.根据权利要求2所述的壳聚糖-MOFs复合材料的制备方法,其特征在于,所述NT@CS@UZ(b)的制备步骤如下:
5.根据权利要求3或4所述的壳聚糖-MOFs复合材料的制备方法,其特征在于,所述N@U粉末的制备步骤如下:
6.根据权利要求2或4所述的壳聚糖-MOFs复合材料的制备方法,其特征在于,所述T@Z粉末的制备步骤如下:
7.一种根据权利要求1所述的壳聚糖-MOFs复合材料在提高植物抗铝毒胁迫中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖-mofs复合材料,其特征在于,原料包括植物生长调节剂、mofs和壳聚糖;所述植物生长调节剂包括萘乙酸和色氨酸;所述壳聚糖-mofs复合材料包括nt@cs@uz(s)和nt@cs@uz(b)。
2.一种根据权利要求1所述的壳聚糖-mofs复合材料的制备方法,其特征在于,所述nt@cs@uz(s)的制备步骤如下:
3.根据权利要求2所述的壳聚糖-mofs复合材料的制备方法,其特征在于,所述n@cs@u(s)的制备步骤如下:<...
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