[发明专利]一种环糊精修饰的石墨烯-类水滑石农药缓释剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环糊精修饰的石墨烯‑类水滑石农药缓释剂，是由环糊精修饰的石墨烯包结农药再和类水滑石剥离液混合反应而制得。该方法充分利用环糊精对客体的包结作用和石墨烯与类水滑石的静电作用，极大提高了杂化物的缓释性能。载药量以质量百分比计为该杂化物的3％～50％。本发明杂化物具有制备工艺简单、条件温和、载药量大、缓释性能好等特点，可用于农药缓释剂的制备。

技术领域

本发明涉及一种环糊精修饰的石墨烯-类水滑石农药缓释剂及其制备方法，属于新材料和农药控释技术领域。

背景技术

石墨烯是近年来发展起来的一种由碳原子紧密堆积成单层蜂窝状晶格结构的二维新材料，是构建其它维数炭材料的基本单元。由于其具有独特的机械性质、热力学性质、化学性质和光学性质，使其在电子、信息、能源、催化、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景。由于本身的结构原因其易于堆积成自组装体，而石墨烯的许多优良性质却只能在其为单层二维结构时才能表现出来，设计或引入新的功能分子来有效分散石墨烯防止其堆积同时带来新功能成为一个重要的课题。

环糊精(cyclodextrin，简称CD)是由6、7或8个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1，4糖苷键连接而成的内疏水、外亲水的环状低聚糖，分别称为α-、β-和γ-环糊精。由于其特殊的“锥筒”状结构，环糊精可以选择性识别和包结各种有机、无机和生物分子而形成稳定的主客体包结物或纳米结构的超分子组装体。环糊精对环境友好，兼具有水溶性、生物相容性良好等特性，其已成为超分子化学中一种的重要主体分子，已在传感、催化、自组装、分子识别、药物运输等领域广泛应用。如果用环糊精修饰石墨烯，在达到增强石墨烯水溶性并防止其自聚集的同时，还能将环糊精(超分子识别能力和包结)与石墨烯(高比表面和高导电)优良分子性能结合在一起，将在传感、电催化、荧光和电子学等方面具有广泛应用。郭玉晶等研究表明环糊精修饰的石墨烯杂化物显著提高了石墨烯的分散性能，对5种生物分子(多巴胺、尿酸、降肾上腺素、化酪氨酸、生化色氨酸)和3种药物(对乙酰氨基酚、芦丁、甲硫哒嗪)均具有很好的识别能力(Y.J.Guo，S.J.Guo，J.T.Ren，Y.M.Zhai，S.J.Dong，E.K.Wang，ACSNano，2010，4，4001-4010.)。他们还研究表明基于环糊精-石墨烯杂化物的薄膜电极不仅显示出石墨烯优良电性能，而且表现出环糊精对杀菌剂多菌灵优良的超分子识别能力(Y.J.Guo，S.J.Guo，J.Li，E.K.Wang，S.J.Dong，Talanta，2011，84，60-64.)。张敏等建立了用β-CD修饰的石墨烯检测新烟碱类杀虫剂哌虫啶的电化学方法(M.Zhang，H.T.Zhao，X.Yang，A.J.Dong，H.Zhang，J.Wang，G.Y.Liu，X.C.Zhai，Sens.Actuators B：Chem.，2016，229，190-199.)。环糊精修饰的石墨烯杂化物可以识别包结有机客体分子，然而环糊精位于石墨烯表面，包结在空腔中客体分子很容易释放出来。如何来控制客体分子释放呢？在石墨烯表面再负载类水滑石就可以解决这个问题了。

类水滑石是一种典型的层状阴离子材料，它可容纳各种生物和有机分子等形成有机-无机功能杂化物。LDH具有合成方法相对简单、离子交换能力高和电荷密度高等特点。由于石墨烯表面带负电，而类水滑石带正电荷，利用静电作用在石墨烯表面可以负载类水滑石。本发明利用环糊精修饰的石墨烯包结农药，在石墨烯表面再负载类水滑石制备成农药缓释剂，从而实现对农药的控制释放。截止到目前还未见相关文献的报道。

发明内容

环糊精修饰的石墨烯对农药分子具有良好的分子识别能力，然而缓释性能差。本发明提供了一种环糊精修饰的石墨烯-类水滑石农药缓释剂及其制备方法，可用于农药的输送和缓释。