[发明专利]一种基于氮化硼纳米片接枝亲水高分子的纳米农药制剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于氮化硼纳米片接枝亲水高分子的纳米农药制剂及其制备方法，属于纳米农药制剂技术领域。本发明通过缩合和迈克尔加成反应将生物相容性亲水高分子以及巯基硅烷接枝至六方氮化硼纳米片表面，制得具有良好水分散性的纳米农药载体，这些原料之间的相互作用促进了六方氮化硼粉末形成丰富的有序排列的薄层状纳米通道，而具有对疏水性农药装载和递送的纳米约束作用。此外，通过疏水‑疏水相互作用、π‑π堆积和静电相互作用的协同结合，使纳米农药载体具有较高的载药量及显著的pH响应控释行为，改善了农药叶面润湿和亲和性，具有有效屏蔽紫外线辐射的能力，可作为一种环境友好、稳定的水性纳米农药载体。

技术领域

本发明属于纳米农药制剂技术领域，涉及一种基于氮化硼纳米片接枝亲水高分子的纳米农药制剂及其制备方法。

背景技术

害虫防治中使用的大量农药易造成农药残留，严重污染生态环境。传统化学农药的局限性主要是由于其不稳定性和在实际喷洒过程中广泛使用有机溶剂分散。因此，迫切需要一种更为环保的水性农药控释给药系统。精准农业的蓬勃发展也要求农药分子能够到达植物体内，并以更可控的方式被靶向运输。

利用环境友好的纳米材料，定制“纳米传输系统”，是解决传统农药环境污染、生物积累、抗虫等问题的关键之一，是农业领域的研究热点，将成为植保领域的有力手段。2019年，IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)公布了化学领域十大新兴技术，其中纳米农药首次位居榜首，为农业可持续发展开辟了有效途径。此外，纳米农药递送系统具有巨大的潜在应用价值，这得益于纳米农药能有效地保护农药不受环境因素(如氧化、光和微生物)的分解，提高了农药的稳定性、分散能力和持续时间。从而减少农药用量，提高有效利用率。此外，纳米载体材料利用其10-200nm的比纳米尺度和高比表面积来装载和运输活性成分，这有利于在植物叶片上沉积，减少农药浪费，从而提高渗透性和停留时间。

近年来，许多研究工作报道了新型纳米材料作为生物医学药物及农药的纳米载体。但其面临的主要挑战包括成本高、制备工艺复杂、载体材料的不可降解等，引起了人们的关注。因此，探索价格价廉、环保、分散性好的高性能纳米农药载体材料，通过调整载体的结构和组成来控制与农药的协同作用，以克服上述挑战，已成为一个重要的研究课题。

六方氮化硼(h-BN)是一种二维材料，氮化硼纳米片通常具有高比表面积、疏水性、分子取向可控、表面改性方法多样、耐酸碱腐蚀、生物相容性好等优点，使其成为纳米医学领域的研究热点之一，成为生物医学控制释放的载体,同时作为农药的纳米载体具有巨大的潜力。目前文献报道的氮化硼纳米材料通常对药物的吸附能力有限，且易团聚，水分分散性差。因此，迫切需要进一步探索绿色、简便的氮化硼二维纳米材料改性方法，以期获得理想的理化性质。

目前，尚未见通过化学改性氮化硼使其作为纳米农药载体的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种基于氮化硼纳米片接枝亲水高分子的纳米农药制剂及其制备方法，以将农药负载在具有良好水分散性的二维纳米复合材料上，提高农药的载药量、改善农药的刺激响应控释行为、改善农药与叶面的润湿性和界面亲和力以及增强抗紫外辐射的光稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种基于氮化硼纳米片接枝亲水高分子的纳米农药制剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将氮化硼纳米片(BNNP)、生物相容性亲水高分子以及巯基硅烷分散于水中，并于密闭容器中进行水热反应，以热辅助引发BNNP与生物相容性亲水高分子/巯基硅烷的缩合和迈克尔加成反应，之后固液分离，收集固体并干燥，即得纳米农药载体(即接枝亲水高分子的氮化硼纳米片)；

(2)将步骤(1)得到的纳米农药载体用于负载农药，得到所述纳米农药制剂。