多孔材料负载农药缓释剂的制备及缓释性能的研究

论文摘要

农药是农业保产丰收的保证,但是传统农药因风吹、日晒、雨淋等环境因素,损失和分解能达到60%-90%,不仅造成了经济浪费而且会引起环境污染。所以,关注对现有农药品种加工剂型和配方的改进,和物理化学性质的改善,是非常重要的。农药缓释剂可以通过在特定区域长时间保持一个有效浓度,来降低农药需要量,达到高效和环保的目的。很多研究工作着力于寻找合适的载体材料来负载活性成分达到缓释作用。本论文选择阿维菌素作为客体,一些常见的价廉易得的多孔材料,如凹凸棒土、红砖粉、粉煤灰、活性炭、分子筛和纳米氧化硅等,用来做阿维菌素的缓释载体,利用等体积浸渍法制得一系列阿维菌素缓释剂。研究了缓释剂配方组成,如阿维菌素负载量、载体材料的物理化学性质和载体材料的类别等因素对阿维菌素的缓释性能的影响规律。通过紫外分光光度法、XRD、FT-IR口比表面积分析,系统得探讨了制剂的合成方法、多孔材料作为载体的可行性、缓释剂的释放行为和释放机理,还有孔结构和释放行为的关系。结果发现：凹凸棒土的孔容和吸附能力酸化后都大大增加,发现酸化凹凸棒土是一种更好的缓释载体。随阿维菌素的负载量的降低,阿维菌素的释放速率减小。20-30目红砖粉负载阿维菌素,其释放速度是不同粒度红砖粉作为载体相对最慢的。针对缓释性能,粉煤灰的碱改性是一种优良的改性方法。但红砖粉和粉煤灰相对于酸化凹凸棒土不是很好的缓释载体,由于他们较低的孔容和比表面积,表明了阿维菌素的缓释性能与载体的孔结构性质有很大关系。阿维菌素的释放过程可以通过下面三种动力学模型进行有效定量分析,Higuchi模型、Rigter-Peppas模型和Logistic模型,结果发现其释放过程不符合Higuchi模型。Rigter-Peppas模型结果说明释放机制是物理扩散、离子交换作用和药物溶解的协同作用。Logistic模型结果说明释放机制是崩解和溶出的复杂耦合。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• Contents
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 缓释剂的类型
• 1.2.1 物理型缓释剂
• 1.2.2 化学型缓释剂
• 1.3 缓释/控释农药的现存问题和发展趋势
• 1.4 缓释剂常用载体材料
• 1.4.1 粘土矿物
• 1.4.2 介孔材料
• 1.4.3 聚合物
• 1.5 粉煤灰的改性以及吸附性能
• 1.5.1 粉煤灰的介绍
• 1.5.2 粉煤灰的物理化学性质
• 1.5.3 粉煤灰的改性
• 1.6 阿维菌素
• 1.6.1 阿维菌素的介绍
• 1.6.2 阿维菌素的理化性质
• 1.6.3 阿维菌素的作用机制
• 1.7 本课题的选题意义和研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 实验所用药品及试剂
• 2.1.2 实验所用仪器
• 2.2 标准曲线的绘制
• 2.2.1 紫外分光光度法原理
• 2.2.2 绘制阿维菌素的标准曲线
• 2.3 等体积浸渍法制备阿维菌素缓释剂
• 2.3.1 等体积浸渍法的原理
• 2.3.2 制备红砖粉负载阿维菌素缓释剂
• 2.3.3 制备凹凸棒土负载阿维菌素缓释剂
• 2.4 改性粉煤灰负载阿维菌素缓释剂
• 2.4.1 粉煤灰的改性
• 2.4.2 制备粉煤灰负载阿维菌素缓释剂
• 2.5 其他常见多孔材料负载阿维菌素缓释剂
• 2.6 释放动力学研究
• 2.7 缓释剂的阿维菌素载药量的测定
• 2.8 缓释剂的阿维菌素不同时间释放量的测定
• 2.9 样品的表征与测试
• 2.9.1 紫外分光光度计
• 2.9.2 比表面积与孔径分布的测定
• 2.9.3 X射线衍射（XRD）分析
• 2.9.4 傅立叶变换红外光谱（FT-IR）分析
• 2.9.5 TG热重分析
• 第三章 凹凸棒土和酸化凹凸棒土负载阿维菌素缓释剂
• 3.1 XRD分析
• 3.1.1 凹凸棒土酸化前后
• 3.1.2 凹凸棒土负载阿维菌素前后
• 3.2 FT-IR分析
• 3.2.1 凹凸棒土酸化前后
• 3.2.2 凹凸棒土负载阿维菌素前后
• 3.3 BET比表面积和全孔分布分析
• 3.3.1 氮气吸附等温线分析
• 3.3.2 密度函数理论（DFT）孔径分布分析
• 3.3.3 表面能量分布分析
• 3.4 TG热重分析
• 3.5 凹凸棒土和酸化凹凸棒土负载阿维菌素缓释剂的缓释性能
• 3.5.1 浸渍液的影响
• 3.5.2 浸渍时间的影响
• 3.5.3 凹凸棒土负载不同质量分数阿维菌素缓释剂的释放曲线
• 3.5.4 酸化凹凸棒土负载不同质量分数阿维菌素缓释剂的释放曲线
• 3.5.5 凹凸棒土和酸化凹凸棒土负载等量阿维菌素缓释剂的释放曲线
• 3.6 本章小结
• 第四章 红砖粉和改性粉煤灰负载阿维菌素缓释剂
• 4.1 红砖粉负载阿维菌素缓释剂
• 4.1.1 BET比表面积和全孔分布分析
• 4.1.2 红砖粉负载阿维菌素缓释剂的缓释性能
• 4.2 改性粉煤灰负载阿维菌素缓释剂
• 4.2.1 BET比表面积和全孔分布分析
• 4.2.2 不同方法改性粉煤灰负载阿维菌素缓释剂的缓释性能
• 4.3 其他多孔材料负载阿维菌素缓释剂
• 4.4 本章小结
• 第五章 阿维菌素释放过程的释放动力学研究
• 5.1 常见模型
• 5.2 Higuchi模型
• 5.3 Ritger-Peppas模型
• 5.3.1 不同载体负载0.5%阿维菌素缓释体系的释放动力学研究
• 5.3.2 相同载体负载不同质量阿维菌素缓释体系的释放动力学研究
• 5.4 Logistic动力学模型
• 5.4.1 不同载体负载0.5%阿维菌素缓释体系的释放动力学研究
• 5.4.2 相同载体负载不同质量阿维菌素缓释体系的释放动力学研究
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 1.凹凸棒土和酸化IH]凸棒土负载阿维菌素缓释剂
• 2.红砖粉和粉煤灰负载阿维菌素缓释剂
• 3.阿维菌素释放过程的释放动力学研究
• 参考文献
• 致谢
• 作者和导师简介
• 附件