[发明专利]一种水基氧化石墨烯纳米农药及其制备方法与应用

说明书

本发明属于纳米技术领域，特别涉及一种用于农作物真菌性病害防控的水基氧化石墨烯纳米农药及其制备方法与应用。该水基氧化石墨烯纳米农药中的杀菌剂通过π‑π共轭效应、氢键作用及静电吸附作用粘附在氧化石墨烯表面，通过氧化石墨烯对真菌细胞造成损伤，进而让药物进行精准释放，实现药物的高效利用，使氧化石墨烯与农药表现出优异的协同增效机制。通过乳化‑冻干法制备的水基氧化石墨烯纳米农药应用于植物真菌性病害防控时，缓解了纳米农药存在的漂移问题。而且表现出良好的水溶性与抗漂移性能，是一种新型的水基纳米农药。

技术领域

本发明属于纳米技术领域，特别涉及一种用于农作物真菌性病害防控的水基氧化石墨烯纳米农药及其制备方法与应用。

背景技术

传统农药因其载药粒子粗大，从而存在着分散性差、稳定性差、低生物活性、低降解率等问题，且其靶标作物利用率不到30％，有害生物受药量不足0.1％。有数据表明，农药在田间喷施过程中，因药滴滚落、粉尘漂移、雨水冲刷等造成的药剂流失高达70％以上。农药的大量使用，造成严重的环境污染、农药残留超标，严重威胁到人类的身心健康。纳米技术可以有效的缓解农药残留污染，提高农药的有效利用率。另外，纳米载药系统有提高农药分散性、稳定性、利用率和延长持效期、降低残留量等优点。

石墨烯是2004年英国科学家Novoselov和Geim等人首次发现的单层碳原子构成的二维纳米材料。氧化石墨烯是属于石墨烯的衍生物，因其表面含有丰富的含氧官能团，从而表现出良好的水溶性和稳定性。同时，氧化石墨烯还具有通过π-π堆积、疏水作用、氢键作用负载苯环类似结构药物的能力，使得氧化石墨烯被广泛应用于生物医药领域。氧化石墨烯纳米材料类二维薄片的边缘刀片，被称为纳米刀，可对菌细胞的细胞膜产生切割作用。通过氧化应力机制可以影响菌细胞的正常新陈代谢，从而导致细胞衰亡。另外，当大量的氧化石墨烯类纳米薄片吸附在菌细胞的表面时，可以将菌彻底包裹，使其与周围环境产生物理隔绝以致微生物缓慢死亡。以上杀菌机理表明二维氧化石墨烯可以作为药物载体发挥抗菌增效作用。

申请号为201310550703.7的发明专利申请《一种甲基硫菌灵纳米农药的制备方法》，公开了甲基硫菌灵纳米农药的制备，降低了用药量，提高了药效。然而，现有的关于纳米农药的专利主要就纳米农药的增效来进行了研究，纳米农药本身存在的漂移问题无法解决。

发明内容

为了克服传统农药的缺点，解决传统农药带来的环境以及社会问题，本发明的首要目的在于提供一种用于农作物真菌性病害防控的水基氧化石墨烯纳米农药的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法得到的水基氧化石墨烯纳米农药。该纳米农药具有良好的水溶性与抗漂移性能，可显著提高药物的杀菌能力，实现农药的减量增效。

本发明的再一目的在于提供上述水基氧化石墨烯纳米农药的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水基氧化石墨烯纳米农药的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯溶于水中，剧烈搅拌，形成氧化石墨烯水分散液；将杀菌剂溶于二甲基亚砜、N-N二甲基甲酰胺或甲醇中，形成有机相杀菌剂溶液；

所述的氧化石墨烯水分散液的浓度为0.5～1g/L；

所述的杀菌剂溶液的浓度为1.25:1～3.75:1；

(2)在剧烈搅拌下将杀菌剂溶液逐滴加入氧化石墨烯水分散液中，自滴加开始剧烈搅拌24～48h，得到混合溶液，然后通过透析或用反应液清洗的方式除去游离的农药分子，再通过高速离心移除上清液，冷冻干燥，所得产物即为固体水基氧化石墨烯纳米农药；

所述的混合溶液中的杀菌剂与氧化石墨烯的质量比为2:1～2:3；