[发明专利]一种石墨烯增强酞菁光敏化效应的绿色杀虫剂及其应用

说明书

本申请涉及一种石墨烯增强酞菁光敏化效应的绿色杀虫剂及其应用，其中所述光敏剂具有如下所示的结构：该光敏化杀虫剂与现有化学杀虫剂和其他光敏杀虫剂相比，具有高效率、不含重金属、绿色环保可降解为无毒物质的有益效果。

技术领域

本申请涉及绿色农药新技术领域，具体涉及一种石墨烯增强酞菁光敏化效应的绿色杀虫剂及其应用。

背景技术

2018年5月，第二十届中国科协年会发布了重大科学前沿问题和重大工程技术难题，其中农业领域入选的就包括绿色农药这一技术难题。杀虫剂的滥用在中国已经造成了广泛严重的问题，我国冷冻蔬菜等农产品在出口时经常被外国检验检疫机构查验出杀虫剂或农药残留超标；作为茶叶的故乡，我国的茶叶出口也受到杀虫剂残留超标的困扰，以致国际上绝大部分原料茶叶都由斯里兰卡和印度提供。

然而杀虫剂是防治病虫害保证农业丰收的重要科技手段，现代农业离不开各种类型的杀虫剂，目前杀虫方式或杀虫剂的类型主要包括生物型，化学型和物理型，其中因为稳定性和成本原因，化学型杀虫剂的使用量远远超过生物杀虫剂和物理杀虫工具。

光敏化杀虫剂是一类特殊的化学杀虫剂，主要利用化学光敏剂在光照下产生的单线态氧的光毒性实现杀虫，特定的光敏剂可以在自然光照下发生敏化效应，而单线态氧可以在非常低的氧分压情况下产生，对生物细胞有着复杂的光损伤能力来实现对害虫的杀灭效应。因为不需要直接对生物细胞产生毒理效应，光敏化合物的毒性和环境危害性比化学农药要小很多，某些光敏剂能够在自然光照下分解为低毒化合物，因此光敏化杀虫剂被认为是潜在的绿色农药。

光敏化杀虫效应的发现已有近半个世纪，染料赤藓红已经在美国被作为商业光敏杀虫剂用于杀灭家蝇幼虫。我国对光敏化杀虫剂也有相关研究，扬州大学的研究人员报道了芳香取代噻吩对夜蛾类昆虫的光敏化杀虫效应，浙江农业大学的研究人员也对竹红菌素类化合物的光敏化杀虫能力进行了研究，发现实验条件下，其对桃树害虫桃蚜虫和黄粉虫致死率在40％左右。而专利201110223237.2和201110223235.3则公开了赤藓红B和虎红对伊蚊的光敏化杀虫效果，但赤藓红一类的染料会使部分植物被染色，不适用于瓜果蔬菜等直接入口的农产物；专利201210024453.9则公开了一种从蓝藻中提取的藻蓝蛋白作为光敏化杀虫剂的应用，其实例声明在0.75mg/ml的剂量下，48小时后对果蝇的杀灭率接近90％，专利公开的藻蓝蛋白来源于引发藻华的蓝藻，且藻蓝蛋白作为生物产品的稳定性不及化学品，这都对这种产品的广泛应用带来限制。现有的光敏化杀虫剂也受到光敏化单线态氧量子产率这一量子化学原理性指标的限制，单一使用光敏化合物已无法使得杀灭效率得到实质性改善。

发明内容

因此，本申请的目的是提供一种光敏剂及包含该光敏剂的光敏化杀虫剂及其制备方法和应用，该光敏化杀虫剂具有高效、绿色、环境友好以及易降解的优良特性。

本申请是通过下述技术方案实现的：

首先，本申请提供一种光敏剂，其具有如下所示的结构：

其中，R₁、R₂、R₃或R₄各自独立地选自C₁-C₅直链或支链烷基。

进一步地，在一个或多个实施方式中，所述R₁、R₂、R₃或R₄各自独立地为C₃-C₅直链或支链烷基；

进一步地，在一个或多个实施方式中，所述R₁、R₂、R₃或R₄相同；