一种三十烷醇新型乳液及其制备与其在作物化学调控中的应用

技术领域

本发明属于农药领域，具体涉及一种三十烷醇新型乳液及其制备与其在作物化学调控中的应用。

背景技术

三十烷醇，结构式CH

发明内容

本发明的目的在于提供一种三十烷醇新型乳液及其制备方法。

本发明所提供的三十烷醇新型乳液，由层状双金属氢氧化物(layered doublehydroxide,LDH)接枝改性材料与正三十烷醇分子通过界面自组装而成。

所述层状双金属氢氧化物接枝改性材料由层状双金属氢氧化物接枝具有表面活性剂作用的化合物制成，

所述具有表面活性剂作用的化合物，其结构式可为：R-M；

其中，R为碳原子数大于等于8的直链烷烃(具体可为CH

所述具有表面活性剂作用的化合物具体可为十二烷基硫酸钠、十八羧酸钠(硬脂酸钠)、十二烷基磺酸钠、十八烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯盐；

所述层状双金属氢氧化物的分子式为：[M

本发明还提供一种制备上述三十烷醇新型乳液的方法。

本发明所提供的制备三十烷醇新型乳液的方法，包括如下步骤：

1)制备层状双金属氢氧化物接枝改性材料

a)将M

b)将氢氧化钠或氢氧化钾与具有表面活性剂作用的化合物溶于水中，得到溶液；

c)将步骤a)制得的混合溶液与步骤b)得到的溶液混合，剪切、乳化，得到层状双金属氢氧化物接枝改性材料；

2)将层状双金属氢氧化物接枝改性材料与三十烷醇在溶液中进行界面自组装，得到三十烷醇新型乳液。

上述方法步骤1)a)中，所述二价可溶性金属盐(M

所述三价可溶性金属盐可为M

所得混合溶液中，M

上述方法步骤1)b)中，所得溶液中，氢氧化钠或氢氧化钾的浓度可为0.01-1.0mol/L，具有表面活性剂作用的化合物的浓度可为0.0001-0.2mol/L；

上述方法步骤1)c)中，步骤a)制得的混合溶液与步骤b)得到的溶液以体积比1:1混合；具有表面活性剂作用的化合物与M

上述方法步骤2)的操作为：将步骤c)得到的层状双金属氢氧化物接枝改性材料加入已溶解了三十烷醇的有机溶剂中，充分接触进行界面自组装，组装充分后，加入乳化剂，剪切乳化，常压或减压蒸发去除有机溶剂，得到三十烷醇新型乳液。

其中，层状双金属氢氧化物接枝改性材料与三十烷醇的质量比可为：3:1-100:1，

所述有机溶剂可为乙醚、氯仿、乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、乙醇中的一种或几种的混合物；

所述乳化剂为非离子表面活性剂(如吐温、斯盘)和/或阴离子表面活性剂(如烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐)。

所述乳化剂与三十烷醇的质量比可为0.1:1-10:1；

所得三十烷醇新型乳液中，三十烷醇的质量含量可为：0.05％-5％(每100g的三十烷醇新型乳液中含有三十烷醇0.05-5g)；

上述三十烷醇新型乳液在作物化学调控中的应用也属于本发明的保护范围。

所述应用具体可为：三十烷醇新型乳液在单、双子叶作物的萌发及生长的精准、高效、持续调控中的应用。

三十烷醇新型乳液兑水分散液呈纳米粒径状态，LDH结构中丰富的表面羟基与植物叶面基团间的氢键作用会显著提高三十烷醇乳液的叶面黏附力，避免药液局部富集，减少或避免药害，提升三十烷醇用药精准率，高效促进作物的萌发及生长，而且，LDH改性材料对三十烷醇的缓慢控制释放可维持两周以上的生理持效期。

本发明的三十烷醇新型乳液由层状双金属氢氧化物接枝改性后与三十烷醇分子自组装而成，具有高度分散，兑水透明，经时稳定，不含有机溶剂等特性，显著改善了三十烷醇分子溶解性差，解决了兑水使用不均匀等造成药效不稳定问题，可精准、高效、持续的调控小麦、玉米、大豆等单、双子叶作物的萌发及生长。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的三十烷醇新型乳液的X射线衍射(XRD)图。

图2为本发明实施例1制备的三十烷醇新型乳液的扫描电镜(SEM)照片。

图3为本发明实施例1制备的三十烷醇新型乳液的傅立叶变换红外光谱(FT-IR)图。

图4为本发明实施例1制备的三十烷醇新型乳液的原液及兑水分散液图(兑水稀释液中的光柱即为丁达尔效应)。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、生物材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明提供一种三十烷醇新型乳液，由层状双金属氢氧化物接枝改性材料(layered double hydroxide,LDH)与正三十烷醇分子通过界面自组装而成。

所述层状双金属氢氧化物接枝改性材料由层状双金属氢氧化物接枝具有表面活性剂作用的化合物制成，

所述具有表面活性剂作用的化合物，其结构式可为：R-M；

其中，R为碳原子数大于等于8的直链烷烃(具体可为CH

所述具有表面活性剂作用的化合物具体可为十二烷基硫酸钠、十八羧酸钠(硬脂酸钠)、十二烷基磺酸钠、十八烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯盐；

所述层状双金属氢氧化物的分子式为：[M

本发明还提供一种制备上述三十烷醇新型乳液的方法。

本发明所提供的制备三十烷醇新型乳液的方法，包括如下步骤：

1)制备层状双金属氢氧化物接枝改性材料

a)将M

b)将氢氧化钠或氢氧化钾与具有表面活性剂作用的化合物溶于水中，得到溶液；

c)将步骤a)制得的混合溶液与步骤b)得到的溶液混合，剪切、乳化，得到层状双金属氢氧化物接枝改性材料；

2)将层状双金属氢氧化物接枝改性材料与三十烷醇在溶液中进行界面自组装，得到三十烷醇新型乳液。

本发明的三十烷醇新型乳液由层状双金属氢氧化物接枝改性后与三十烷醇分子自组装而成，具有高度分散，兑水透明，经时稳定，不含有机溶剂等特性，显著改善了三十烷醇分子溶解性差，兑水使用不均匀等造成药效不稳定问题，可精准、高效、持续的调控小麦、玉米、大豆等单、双子叶作物的萌发及生长。

下述实施例中所有二价及三价金属盐均按常见含结晶水分析纯试剂计算。

实施例1、0.5％三十烷醇新型乳液制备及作物生长调节效应评价

称取1.28g硝酸镁和0.94g硝酸铝(Mg/Al＝2，摩尔比)溶于100ml去离子水配制成混合盐溶液；称取0.6g氢氧化钠，0.15g十二烷基硫酸钠溶于100ml去离子水，配成氢氧化钠溶液。将混合盐溶液和氢氧化钠溶液快速混合乳化剪切形成层状双金属氢氧化物接枝改性材料；取1.0g三十烷醇，完全溶于二氯甲烷后，向其中加入制备的层状双金属氢氧化物接枝改性材料，加入4g吐温-80，再次剪切乳化后，将二氯甲烷40–50℃常压完全蒸发，制得0.5％三十烷醇新型乳液。

通过化学表征确认负载情况，XRD(图1)表明三十烷醇新型乳液在10.02°和20.16°的衍射峰归属于层状双金属氢氧化物接枝改性材料的(003)和(006)的特征衍射峰；在21.49°和22.74°的衍射峰归属于三十烷醇的特征衍射峰。从SEM照片中(图2)也可以观察到，层状双金属氢氧化物接枝改性材料具有规则的六方片结构，粒径分布均匀，约为50纳米。与三十烷醇组装后，整体结构和粒径未发生明显变化。图3红外光谱表明，在通过界面自组装形成新型乳液以后，在3458和1355cm

所制备的0.5％三十烷醇新型乳液在兑水稀释后成透明状态，激光照射后呈现丁达尔效应(图4)，说明三十烷新型乳液是以纳米尺度粒径均匀分散在水体系中。该乳液54℃热储及4℃冷储恢复常温后状态及有效成分含量无明显变化(表1)

表格1 0.5％三十烷醇新型乳液54℃热储及4℃冷储稳定性

实施例2、0.3％三十烷醇新型乳液制备

称取8.82g氯化钙和8.08g硝酸铁(Ca/Fe＝3，)溶于200ml去离子水配制成混合盐溶液；称取8.96g氢氧化钾，0.1g十二烷基磺酸钠溶于200ml去离子水，配成氢氧化钠溶液。将混合盐溶液和氢氧化钠溶液快速混合乳化剪切形成层状双金属氢氧化物接枝改性材料；取1.5g三十烷醇，完全溶于二氯甲烷后，向其中加入制备的层状双金属氢氧化物接枝改性材料，加入6g月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠，再次剪切乳化后，将二氯甲烷40–50℃常压完全蒸发，制得0.3％三十烷醇新型乳液。

实施例3、0.4％三十烷醇新型乳液制备

称取59.4g硝酸锌和18.75g硝酸铝(Zn/Al＝4)溶于500ml去离子水配制成混合盐溶液；称取20g氢氧化钠，0.4g十八羧酸钠(硬脂酸钠)溶于500ml去离子水，配成氢氧化钠溶液。将混合盐溶液和氢氧化钠溶液快速混合乳化剪切形成层状双金属氢氧化物接枝改性材料；取4.5g三十烷醇，完全溶于二氯甲烷后，向其中加入制备的层状双金属氢氧化物接枝改性材料，加入8gOP-10，再次剪切乳化后，将二氯甲烷40–50℃常压完全蒸发，制得0.4％三十烷醇新型乳液。

对比例、0.4％三十烷醇与未经接枝改性的层状双金属氢氧化物物理混合液制备

称取59.4g硝酸锌和18.75g硝酸铝(Zn/Al＝4)溶于500ml去离子水配制成混合盐溶液；称取20g氢氧化钠溶于500ml去离子水，配成氢氧化钠溶液。将混合盐溶液和氢氧化钠溶液快速混合乳化剪切形成未经接枝改性的层状双金属氢氧化物分散液；取4.5g三十烷醇，完全溶于二氯甲烷后，向其中加入制备的未经接枝改性的层状双金属氢氧化物分散液，加入8gOP-10，再次剪切乳化后，将二氯甲烷40-50℃常压完全蒸发，制得0.4％三十烷醇与未经接枝改性的层状双金属氢氧化物物理混合液。

值得注意的是，对比例中由于层状双金属氢氧化物未接枝具有表面活性的化合物进行改性，最终形成的三十烷醇物理混合液中有效成分三十烷醇是漂浮于水面上的，说明三十烷醇分子并未形成像图4那样以亲疏水环境的变化为作用力，与层状双金属氢氧化物接枝材料发生自组装作用的均匀分散体系，而是简单的物理混合。因此，层状双金属氢氧化物与具有表面活性的长链化合物的接枝改性是本发明中不可或缺的关键步骤。

取实施例1制备的三十烷醇新型乳液，以市售常规微乳(有效成分含量0.1％，国光优丰)为对照，对玉米及大豆等单、双子叶等作物萌发及生长调节活性如下：

表格2、4mg/L三十烷醇新型乳液浸种后对大豆种子萌发影响

表格3、叶面喷施2mg/L三十烷醇新型乳液后对玉米幼苗株高影响

表格4、叶面喷施2mg/L三十烷醇新型乳液后对玉米幼苗茎粗影响

表格5叶面喷施2mg/L三十烷醇新型乳液对进行自然干旱处理的玉米幼苗叶片中酶活(SOD)影响

三十烷醇新型乳液兑水分散呈纳米状态，而且LDH结构中丰富的表面羟基与植物叶面基团间的氢键作用会显著提高三十烷醇乳液的叶面黏附力，避免药液局部富集，减少或避免药害，提升三十烷醇用药精准率。表2结果表明三十烷醇新型乳液显著提升发芽势和发芽率，效果好于市售对照，高效促进大豆种子萌发。表3-5结果表明10-15天后三十烷醇新型乳液还有明显生理效应，显著促进玉米幼苗株高、茎粗、整体地上部生物量的累计及酶活，而市售微乳对照已基本与清水处理无明显区别，三十烷醇新型乳液可维持至少15天持效期。