本發(fā)明涉及農(nóng)用工程納米材料，特別是涉及一種以羧甲基纖維素鈉包覆納米氧化鋅的復(fù)合納米材料制備方法。
背景技術(shù)：
1、全球氣候變化加劇與資源匱乏背景下，傳統(tǒng)農(nóng)藥的大面積應(yīng)用引發(fā)了土壤與水體污染及害蟲抗藥性等多重生態(tài)挑戰(zhàn)，以某些農(nóng)藥為例，其在環(huán)境中的長期積存不僅形成殘留，更破壞土壤微生物生態(tài)，損害土壤健康，迫切需要研發(fā)新型農(nóng)藥替代品，工程納米材料作為潛在解決方案，能夠精確釋放活性成分，延長藥效并降低環(huán)境負擔，當前納米材料的合成方法復(fù)雜，多步反應(yīng)且綠色合成尚未完善，依舊存在環(huán)境壓力和能源消耗問題。
2、氧化鋅（zno）納米顆粒憑借其廣譜抗菌特性在農(nóng)業(yè)中廣泛使用，但其納米尺寸小，易發(fā)生團聚，穩(wěn)定性不足，進而影響藥效，研究者們持續(xù)尋求表面改性策略，以提升氧化鋅納米顆粒的穩(wěn)定性和分散性，增強其藥效與應(yīng)用潛力。
3、羧甲基纖維素鈉（cmc-na）作為一種天然高分子材料，具有優(yōu)異的水溶性、生物相容性及良好的吸水膨脹性，能夠有效提高氧化鋅顆粒的分散性，防止其團聚。更重要的是，cmc-na能夠?qū)崿F(xiàn)綠色合成，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。在溫和的條件下，cmc-na能夠有效包覆氧化鋅，避免了傳統(tǒng)合成過程中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和有害溶劑的使用。因此，開發(fā)一種cmc-na包覆氧化鋅的工程農(nóng)用化學(xué)納米顆粒，不僅能夠提高其在農(nóng)業(yè)中的利用效率，減少能源消耗，還能減少對環(huán)境的污染，推動綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出了一種創(chuàng)新的氧化鋅納米顆粒制備技術(shù)，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中氧化鋅納米顆粒在農(nóng)藥使用中分散性不足及合成流程繁瑣的難題，通過精簡反應(yīng)步驟，我們運用羧甲基纖維素鈉（cmc-na）對氧化鋅進行包覆，有效提升了其分散性，優(yōu)化了合成流程，減少了能源消耗和環(huán)境污染，這種環(huán)保的綠色合成技術(shù)，摒棄了復(fù)雜反應(yīng)及有害溶劑，為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來了一種更加高效、綠色的新型農(nóng)藥載體材料。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種羧甲基纖維素鈉包覆納米氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
4、s1步驟：稱取0.5-2.5份的cmc-na加入100份超純水中，使用濃度為10-20%的醋酸溶液調(diào)整溶液的ph值至4.5-5.5。
5、s2步驟：在25-30℃下，使用磁力攪拌器攪拌反應(yīng)，攪拌速率為200-500?rpm，反應(yīng)時間為10-30分鐘，確保cmc-na分子鏈發(fā)生適度斷裂，改性后的cmc-na具有更高的親水性，能夠更好地包覆納米氧化鋅。
6、s3步驟：優(yōu)選地，使用100-1000?daltons孔徑的膜進行過濾去除上述溶液中的多余酸性物質(zhì)和小分子雜質(zhì)，得到改性后的cmc-na溶液。
7、s4步驟：稱取5-25份納米氧化鋅（zno），加入100份超純水中，使用濃度為10-20%的氨水將溶液的ph值調(diào)整至8.0-9.0。
8、s5步驟：向zno溶液中加入2份十六烷基三甲基溴化銨（ctab，濃度為0.01-0.05%）進行表面改性。
9、s6步驟：在150-200?rpm的攪拌條件下，將溶液加熱至40-50℃，然后使用功率200w、頻率20?khz的超聲波分散儀處理10-30分鐘。
10、s7步驟：優(yōu)選地，反應(yīng)完成后，使用100-1000?daltons孔徑的膜進行過濾去除表面活性劑和未反應(yīng)物質(zhì)，得到改性后的zno納米顆粒溶液。
11、s8步驟：將改性后的cmc-na溶液（濃度為0.5%-2.5%）緩慢加入改性后的zno溶液中，使用流量泵控制流速（10-15?ml/min），確保cmc-na分子鏈與zno顆粒的充分接觸和復(fù)合。
12、s9步驟：優(yōu)選地，在混合過程中，攪拌速率保持在200-500?rpm，確保cmc-na分子鏈和zno顆粒充分接觸，反應(yīng)溫度控制在25-30℃，反應(yīng)時間為30-60分鐘。
13、s10步驟：優(yōu)選地，向溶液中添加少量聚乙烯醇（pva，濃度為0%-0.05%）以進一步提高顆粒的分散性。
14、s11步驟：優(yōu)選地，在混合過程中，使用氨水（濃度為10-20%）和醋酸溶液（濃度為10-20%）調(diào)整溶液的ph值至中性（ph值為6.5-7.5），以避免cmc-na與zno之間的相互作用過強，影響復(fù)合效果。
15、s12步驟：通過高速離心（3000-5000?rpm，時間為10-15分鐘）去除未反應(yīng)的物質(zhì)，如多余的穩(wěn)定劑和未包覆的zno顆粒等雜質(zhì)。
16、s13步驟：優(yōu)選地，使用超純水反復(fù)清洗2-4次，以確保復(fù)合物的純度，并去除多余的化學(xué)物質(zhì)殘留。
17、s14步驟：將離心后的復(fù)合物置于冷凍干燥機中進行凍干處理，冷凍干燥機的溫度設(shè)定為-40~-50℃，真空度為-0.08~-0.20?mpa，冷干時間為24-48小時，以確保水分完全蒸發(fā)，同時保持cmc-na包覆氧化鋅復(fù)合顆粒的形態(tài)和分散性。
18、s15步驟：將得到的干燥后的復(fù)合物進行粒度篩分，使用50-500?μm篩網(wǎng)進行篩分，即得所述50-500?μm的羧甲基纖維素鈉包覆納米氧化鋅復(fù)合農(nóng)用化學(xué)品材料。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
20、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)步驟繁瑣、合成成本較高的問題，提供了一種簡化的羧甲基纖維素鈉（cmc-na）包覆納米氧化鋅復(fù)合農(nóng)用化學(xué)品材料的制備方法。本方法通過合并多個傳統(tǒng)反應(yīng)步驟為單次操作，顯著減少了反應(yīng)時間和步驟，提高了生產(chǎn)效率。此外，本發(fā)明采用溫和的溫度和適中的攪拌速率，還有效降低了能耗。本發(fā)明通過選用低成本的化學(xué)試劑，如醋酸和氨水等，進一步降低了合成成本。在后處理階段，采用高效離心和冷凍干燥去除雜質(zhì)和水分，簡化了傳統(tǒng)的洗滌和過濾步驟，減少了物料浪費和人工成本。本發(fā)明的簡化和優(yōu)化工藝不僅降低了生產(chǎn)成本，還提升了操作效率，是一種具有廣泛的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景的綠色農(nóng)用化學(xué)品材料。
1.一種羧甲基纖維素鈉（cmc-na）包覆納米氧化鋅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，步驟1中使用的醋酸溶液濃度為10-20%，步驟4中使用的氨水濃度為10-20%，步驟5中使用的十六烷基三甲基溴化銨濃度為0.01-0.05%，步驟10中使用的聚乙烯醇濃度為0%-0.05%，處理時間為20分鐘，步驟11中使用的氨水溶液和醋酸溶液濃度為10-20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中超聲波分散儀的功率為200w，頻率為20?khz，處理時間為10-30分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中改性后的cmc-na溶液的濃度為0.5%-2.5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中改性后的zno溶液中納米氧化鋅的濃度為5-25份，超純水為100份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中流量泵的控制流速為10-15?ml/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中聚乙烯醇（pva）的濃度為0%-0.05%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中步驟（15）中粒度篩分使用50-500?μm篩網(wǎng)。