本發(fā)明屬于納米農(nóng)藥，涉及一種納米二氧化硅溶液及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)藥的施用因其高效率和高效益而成為農(nóng)作物保護(hù)和畜牧業(yè)最廣泛使用的防控病蟲管理策略。為了防治植物病蟲害，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可避免地要使用農(nóng)藥。然而，這些化學(xué)品的每公頃用量較高，導(dǎo)致了許多環(huán)境和健康危害。大規(guī)模施用傳統(tǒng)的合成農(nóng)藥來提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量并不是一個(gè)漫長的解決方案，因?yàn)樗鼈兇嬖诘碾[患包括田間持效期短、病菌和害蟲產(chǎn)生抗藥性、對(duì)人類和有益生物毒性高以及對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響(yadav?et?al.,?2022)。這些弊端和持續(xù)增長的農(nóng)藥需求刺激了對(duì)持久性、無抗性、更安全、更環(huán)保的替代品的需求，以取代傳統(tǒng)的合成農(nóng)藥。

2、近年來，納米技術(shù)的引入為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)藥更新帶來了革命性的變化。納米農(nóng)藥由于其獨(dú)特的尺寸效應(yīng)和大比表面積，可以顯著提高農(nóng)藥的利用率，并通過控釋技術(shù)減少對(duì)環(huán)境的影響，從而在保障農(nóng)產(chǎn)品安全和環(huán)境保護(hù)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)(djiwanti?&kaushik,?2019)。其機(jī)制是直接使用納米結(jié)構(gòu)作為病害的毒劑，或使用納米載體重新配制現(xiàn)有農(nóng)藥活性物質(zhì)以增強(qiáng)其性能(abdelrahman?et?al.,?2021)。具體而言，納米農(nóng)藥可以通過精確控制藥劑的釋放，減少農(nóng)藥的用量，延長藥效時(shí)間，同時(shí)降低對(duì)非目標(biāo)生物的毒性影響。無機(jī)納米材料具有剛性框架和出色的遞送或轉(zhuǎn)運(yùn)功效，在納米農(nóng)藥的成功應(yīng)用中具有舉足輕重的作用（barik?et?al.,?2008;?ramezani?et?al.,?2019;?bueno?andghoshal,?2022）。特別是二氧化硅納米顆粒作為載藥體，其無毒、可降解的特性，讓其在納米農(nóng)藥的研發(fā)中顯得尤為重要。

3、近幾年來，納米二氧化硅用作藥物載體的研究逐漸增多。應(yīng)用納米二氧化硅殺菌劑、吸附殺蟲劑具有很好的緩釋效果。并且納米二氧化硅農(nóng)藥具有顯著的穩(wěn)定性，對(duì)紫外線的反射率高達(dá)70～80%，對(duì)于遇光容易分解的藥物可以起到很好的保護(hù)作用(abdelrahmanet?al.,?2021;?lv?et?al.,?2024)。然而，在將這些先進(jìn)的納米材料轉(zhuǎn)化為實(shí)際農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的過程中，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先，納米農(nóng)藥的生產(chǎn)過程復(fù)雜，通常涉及高能耗的合成方法，這不僅增加了成本，而且對(duì)環(huán)境的可持續(xù)性造成威脅。其次，納米農(nóng)藥的穩(wěn)定性和生物安全性問題也是需要考慮的，以確保其在不損害環(huán)境和人類健康的前提下，有效控制病害。

4、這些問題不僅限制了納米農(nóng)藥的商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，也對(duì)環(huán)境安全構(gòu)成了挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的大規(guī)模生產(chǎn)納米二氧化硅溶液的清潔生產(chǎn)技術(shù)勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了納米二氧化硅溶液及其制備方法和用途，該方法能夠通過較容易的物理方式獲得可應(yīng)用的納米二氧化硅材料，從而顯著降低生產(chǎn)過程的能耗和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并且獲得的納米二氧化硅溶液具有顯著的植物抑菌效果，從經(jīng)濟(jì)角度也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題首先采用的技術(shù)方案是提供一種納米二氧化硅溶液的制備方法，包括：

3、s1：在水冷系統(tǒng)輔助下，對(duì)二氧化硅基材進(jìn)行低溫機(jī)械打磨和拋光處理；

4、s2：使用超聲波破碎分散方法，將打磨后的顆粒混合液處理成納米級(jí)顆粒溶液；

5、s3：通過微濾篩分方法，篩選出特定粒徑范圍內(nèi)的納米顆粒溶液；

6、s4：利用紫外光照射處理溶液，去除有機(jī)雜質(zhì)；

7、s5：再次進(jìn)行微濾篩分，獲得高純度的產(chǎn)品。

8、優(yōu)選地，所述的低溫機(jī)械打磨是將溫度控制在0°c至35°c的條件下進(jìn)行。

9、優(yōu)選地，所述的超聲破碎分散方法使用的超聲波頻率為40khz至60khz。

10、優(yōu)選地，所述的微濾篩分使用的濾膜孔徑為0.8μm至0.1μm。

11、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的微濾篩分為依次采用0.8μm、0.45μm、0.22μm和0.1μm的微濾膜進(jìn)行過濾篩分。

12、優(yōu)選地，紫外光照射處理使用254mm波長的紫外光，處理時(shí)間22-50小時(shí)。

13、本發(fā)明還提供了利用上述方法制備的納米二氧化硅溶液，所述溶液中，納米二氧化硅的粒徑為10-100?nm；該納米二氧化硅溶液能夠進(jìn)行有效濃縮，且濃縮后再稀釋不影響其性能。

14、本發(fā)明還進(jìn)一步提供了利用上述方法獲得的納米二氧化硅溶液的用途，該納米二氧化硅溶液具有抑菌作用，能夠作為抑菌劑單獨(dú)使用，或者作為載藥物質(zhì)與農(nóng)藥聯(lián)合使用，制備抑菌組合物。

15、本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種抑菌組合物，所述抑菌組合物包含有效劑量的納米二氧化硅溶液。

16、優(yōu)選地，所述抑菌組合物中還包含有效劑量的殺菌劑。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：本發(fā)明通過一系列創(chuàng)新步驟，提供了一種環(huán)境友好且高效的大規(guī)模生產(chǎn)載藥納米二氧化硅的方法。該方法優(yōu)化了納米粒子的制備流程，確保了產(chǎn)品的均一性和純凈度，并通過理化表征和生物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其抑菌效果。本發(fā)明不僅提升了納米二氧化硅在的抑菌應(yīng)用性能，還降低了生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響，展現(xiàn)了納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

技術(shù)特征：

1.一種納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于：所述的低溫機(jī)械打磨是將溫度控制在0°c至35°c的條件下進(jìn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于：所述的超聲破碎分散方法使用的超聲波頻率為40khz至60khz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于：所述的微濾篩分使用的濾膜孔徑為0.8μm至0.1μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于：所述的微濾篩分為依次采用0.8μm、0.45μm、0.22μm和0.1μm的微濾膜進(jìn)行過濾篩分。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化硅溶液的制備方法，其特征在于：紫外光照射處理使用254mm波長的紫外光，處理時(shí)間22-50小時(shí)。

7.采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法制備的納米二氧化硅溶液，其特征在于：所述溶液中，納米二氧化硅的粒徑為10-100?nm；該納米二氧化硅溶液能夠進(jìn)行有效濃縮，且濃縮后再稀釋不影響其性能。

8.權(quán)利要求7所述的納米二氧化硅溶液的用途，其特征在于：該納米二氧化硅溶液具有抑菌作用，能夠作為抑菌劑單獨(dú)使用，或者作為載藥物質(zhì)與農(nóng)藥聯(lián)合使用，制備抑菌組合物。

9.一種抑菌組合物，其特征在于：所述抑菌組合物中包含有效劑量的、權(quán)利要求7所述的納米二氧化硅溶液。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的抑菌組合物，其特征在于：所述抑菌組合物中還包含有效劑量的殺菌劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于納米農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米二氧化硅溶液及其制備方法和用途。該方法包括水冷低溫機(jī)械打磨及拋光處理、超聲波破碎分散處理、雙重微濾篩分處理，并且通過紫外光照射處理去除溶液中的有機(jī)物雜質(zhì)，最終獲得特定粒徑的納米二氧化硅溶液產(chǎn)品。本發(fā)明通過抑菌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了獲得的納米二氧化硅溶液的抑菌效果和穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的方法降低了能耗，避免了使用危害性化學(xué)品，并減少了環(huán)境污染。此外，雙重篩分和凈化步驟提升了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和純度，使得納米二氧化硅在抑制植物病原菌方面具有顯著效果，為實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展提供了新的可能性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉春光,王祎瑋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17