油菜秸稈生物炭的制備及農(nóng)藥負(fù)載-緩釋應(yīng)用研究.pdf

1、秸稈是自然界普遍存在的生物質(zhì)資源，往往被當(dāng)做廢棄物直接燃燒或廢棄掉，不僅浪費資源，也造成了環(huán)境污染。目前的農(nóng)藥緩釋制劑存在藥物分散不均、載藥量低、突釋量大、成本高等缺點。本文選取農(nóng)業(yè)廢棄物油菜秸稈作為原材料，采用磷酸改性，高溫?zé)峤庵苽渖锾?PRS-BC)，其價格低廉、性能優(yōu)良，作為藥物載體可以很好的解決上述問題。以PRS-BC為緩釋載體，殺菌劑多菌靈和除草劑吡嘧磺隆為緩釋藥物，研究了PRS-BC對兩種農(nóng)藥的負(fù)載與緩釋性能，并初步考察了

2、生物炭基緩釋農(nóng)藥在田間的使用效果。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)采用氮氣吸附脫附、掃描電鏡(S EM)、透射電鏡(TEM)、紅外光譜(FTIR)、元素分析、熱重分析(TG)等技術(shù)對PRS-BC的理化性質(zhì)進行分析，結(jié)果表明隨著熱解溫度升高，PRS-BC的水分含量逐漸減小而灰分含量逐漸增加，脂肪性逐漸減弱而芳香性逐漸增強，比表面積和總孔容逐漸增大，平均孔徑大于2nm，屬于介孔材料。
　　(2)當(dāng)磷酸濃度為10％，熱解溫度為

3、600℃時得到的10PRS-BC600對多菌靈的載藥量最大，吸附量是秸稈原材料的249倍。10PRS-BC600對多菌靈的吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，等溫吸附符合Langmuir模型;熱力學(xué)實驗表明吸附多菌靈是自發(fā)、放熱、物理吸附為主的過程;吸附在6h可以達(dá)到平衡。轉(zhuǎn)速、表面官能團對農(nóng)藥的負(fù)載量起到一定的影響，離子強度和pH的影響較弱。對多菌靈的緩釋研究中，發(fā)現(xiàn)有機酸種類、含量和乙醇/PBS配比對多菌靈的釋放量均有影響，最大累積釋放

4、率可達(dá)73％。乙醇∶PBS=6∶4時，多菌靈的累積釋放率為62％，釋放動力學(xué)符合Higuchi模型，R2=0.9570，釋放機理屬于Fick擴散，即10PRS-BC作為載體對多菌靈的釋放機制主要是擴散作用。
　　(3)當(dāng)磷酸濃度為20％，溫度為400℃時得到的20PRS-BC400對吡嘧磺隆的載藥量最大，吸附量是秸稈原材料的105倍。20PRS-BC400對吡嘧磺隆的吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型;等溫吸附符合Langmuir模型

5、;熱力學(xué)實驗說明吸附吡嘧磺隆是自發(fā)、放熱、物理吸附為主的過程;吸附在6h可以達(dá)到平衡。轉(zhuǎn)速、pH、表面官能團對農(nóng)藥的負(fù)載量起到一定的影響，離子強度影響較弱。對吡嘧磺隆的緩釋研究發(fā)現(xiàn)乙醇/PBS配比對釋放量有影響，最大釋放率可達(dá)54％。乙醇∶PBS=3∶7時吡嘧磺隆的累積釋放率為42％，釋放動力學(xué)符合Higuchi模型，R2=0.9798，釋放機理屬于Fick擴散，即20PRS-BC400作為載體對吡嘧磺隆的釋放機制主要是擴散作用。