El daño anual a los cultivos causado por enfermedades y plagas de las plantas es de aproximadamente 20% a 40% en todo el mundo. El control eficaz de las enfermedades de las plantas todavía reside en la aplicación de pesticidas, como fungicidas, insecticidas y herbicidas. Aunque los fertilizantes químicos tienen muchas ventajas, como alta eficiencia, velocidad y conveniencia, también pueden afectar negativamente a organismos, ecosistemas y la salud física no objetivo. Además, durante o después de su uso, aproximadamente 90% de fertilizantes se excretan a través del derretimiento del suelo, la volatilización y otras formas, lo que reduce la utilización y eficacia de los pesticidas. El nivel de intercambio catiónico de bentonita es fuerte (GEC), capacidad de adsorción y gran superficie específica; sus características estructurales lo convierten en un material mineral natural, no contaminante y de gran riqueza, calidad y bajo precio. Actualmente, la bentonita y los materiales compuestos modificados se utilizan principalmente en el tratamiento de aguas residuales de fábricas, materiales de protección para vertederos de residuos, adsorción de metales pesados en el suelo y materiales de construcción.

Kurzbaum, por ejemplo, utiliza un material adsorbente compuesto que elimina el fosfato de las aguas residuales lácteas y domésticas. A diferencia de la propia bentonita, el material compuesto tiene una alta capacidad de adsorción y una velocidad de adsorción rápida. En materiales de construcción, la bentonita tiene una excelente capacidad de adsorción, una pequeña conductividad hidráulica y una excelente superficie específica. La aplicación de alcohol polivinílico como la bentonita modificada Dai (PVA) mejora la circulación del mortero, reduce la absorción de agua de la lechada y mejora la capacidad de adsorción, mejorando así las características de acabado del muro. En términos de eliminación de metales pesados, el suelo es perjudicial para los iones de metales pesados cobre (Cu), zinc (Zn), níquel (Ni), cromo (Cr), cadmio (Cd) y plomo (Pd). Es un riesgo potencial para la salud. La adsorción significativa de metales pesados por la bentonita de pequeña a grande es Ni <Cr <Zn <Cd <Cu <Pb.

La bentonita tiene una rica historia, es económica y tiene valor práctico general, pero como retardador, los pesticidas no se reportan lo suficiente. Supongamos que se va a convertir la bentonita en un fertilizante con efecto retardante. En ese caso, es necesario comprender la estructura básica y las ventajas de la bentonita, su modificación y el estado de aplicación para facilitar el control preciso y la liberación del fertilizante retardador. En base a esto, este trabajo modifica la bentonita. Resumió la bentonita como portador de microorganismos beneficiosos, insecticidas, herbicidas y fungicidas, esperando las perspectivas de desarrollo futuro y los objetivos de la utilización integral de fertilizantes.

1. Estructura y modificación de la bentonita.

La bentonita en China tiene una amplia distribución, fácil de extraer, poco profunda y completa variedad de ventajas, principalmente en la provincia de Guangxi, la prefectura autónoma uygur de Xinjiang, la región autónoma de Mongolia Interior, las provincias de Jiangsu, Hebei y Shandong, la composición de 26.5%, 16.01 TP3T, 12.0%, 7.2%, 6.1% y 5.5%, respectivamente.

La bentonita natural es un adsorbente económico y ecológico. Recientemente se ha utilizado para absorber y eliminar metales pesados y materia orgánica. Para asegurar la adsorción y eliminación de la bentonita natural, se puede modificar con ácidos inorgánicos y orgánicos, tensioactivos iónicos positivos, haluros metálicos inorgánicos y fosfatos.

1. Estructura y características de la bentonita.

Montmorillonita Como el componente principal de la bentonita es un mineral de aluminosilicato hidratado hexagonal, su clasificación química es (Na) (Al3.3 Mg0.7) Si8O20 (OH) 4nH2O, características estructurales de la bentonita (Fig. 1) para los dos sílice-oxígeno externos ( Si8O2) tetraedro intercalado entre un aluminio-oxígeno (Al2O3): la estructura de nanocapa consta de una proporción de 1; la estructura de su capa cristalina laminar (espesor de aproximadamente 1 nm) por los mismos átomos de oxígeno conectados a las capas vecinas por la fuerza de van der Waals y la fusión electrostática, tetraedro de óxido de silicio en el Si4 + fácil de demoler Al3 +, octaedro de óxido de aluminio En el Al3 + fácil de ser Zn2 +, Mg2 + demolición de iones positivos baratos, lo que resulta en la superficie del arcilla de bentonita y el espacio interior del desequilibrio iónico, de modo que la electricidad negativa permanente, la estructura laminar en el intercambio de iones positivos (Ca2) +, Na +, K + etc.) nació para lograr el equilibrio y la formación de una nueva capa. de arcilla bentonita. ) del nacimiento de la balanza para hacerla químicamente suave.

La bentonita natural de la naturaleza, principalmente bentonita a base de calcio y bentonita a base de sodio, tiene una fuerte capacidad de intercambio catiónico (CEC), superficie específica, capacidad de hidratación y almacenamiento de agua, capacidad de adsorción, bajo costo, compatibilidad, ampliamente utilizada en lodos de perforación, detener fugas. adhesivo para paredes, agente de purificación de aguas residuales radiactivas, colorantes orgánicos y adsorbentes de metales pesados.

2. Principio y aplicación de la modificación del ácido de bentonita.

El tratamiento con ácido de bentonita es esencialmente una reacción de H + y ácido de silicato, de modo que la hidrólisis ácida de H + y los iones positivos entre las laminillas realizan el intercambio iónico. Por el contrario, el proceso de modificación ácida de Al3+, Mg2+ y Fe3+ no cambia la estructura primaria y composición original de la bentonita. Aun así, reduce la fuerza del estado sólido, la expansión del espacio entre capas, los sulfatos o los óxidos de hierro y otras impurezas. Resultan en un aumento de la superficie específica, la porosidad y los niveles de adsorción de gas.

Los modificadores de ácido comunes contienen ácidos orgánicos e inorgánicos. Los ácidos inorgánicos tienen principalmente ácido clorhídrico (HCl), ácido nítrico (HNO3) y ácido sulfúrico (H2SO4), principalmente ácido sulfúrico (H2SO4), ácido cítrico (C6H8O7) y ácido húmico que se utilizan con mayor frecuencia en la modificación de ácidos inorgánicos para la modificación de bentonita. y el área de rendimiento de adsorción mejora progresivamente después de la modificación.

La especificación de actividad refleja directamente la especificación de rendimiento de la bentonita modificada con ácido, pero diferentes concentraciones de ácido tienen otros daños a la estructura de la bentonita modificada. En concentraciones bajas, la actividad de la bentonita modificada aumenta al aumentar el contenido de ácido, pero en concentraciones altas, la actividad de la bentonita modificada disminuye con una concentración de ácido elevada. La razón puede ser que el intercambio de baja concentración, la mitad de H+ pequeños y la otra mitad a través de grandes iones positivos intercambiables, no destruyó su estructura. Aún así, con el aumento de la concentración de ácido, el espaciamiento de las capas es demasiado grande y los iones positivos se reemplazan, lo que resulta en la división de la fórmula molecular.

En la fase de bentonita activada por ácido sulfúrico (Fig. 2), los grupos silanol en la capa superficial de la bentonita Angkawijaya et al.+ podrían protonarse aún más para producir grupos cargados positivamente. Los grupos protonados promueven la adsorción de Pi basada en interacciones electrostáticas. A diferencia de los ácidos inorgánicos, las moléculas orgánicas contienen grupos carboxilo (COOH), que pueden mejorar la quelación de metales pesados y mejorar la capacidad de adsorción de la bentonita. Además, la fusión de bentonita modificada con ácido húmico y urea puede reducir significativamente el daño de N2 causado por la volatilización de NH3 del suelo y la descarga de N2O, mejorar la utilización de fertilizantes de fondo por parte de las plantas y promover el crecimiento de las plantas.

3. Principio y aplicación de la modificación orgánica de la bentonita.

La modificación orgánica de la bentonita es esencialmente un sustituto de la materia orgánica o de los grupos orgánicos, luego de las moléculas de agua o de los iones positivos intercambiables dentro del sistema laminar, formando así bentonita orgánica modificada con enlaces covalentes, enlaces de acoplamiento, enlaces iónicos o fuerzas de van der Waals.

Los modificadores orgánicos comunes incluyen dodecilbencenosulfonato de sodio (SDBS), bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB), octadecildimetilamonio (SMB3), cloroformo de octadecildimetilfenilfenilamonio, cloroformo clorofenilamonio (ODMBA), bromuro de trimetilamonio hexacuaternario (HDTMA), bromuro de dodecildimetiltrimetilamonio (DDTMA) y bromuro de cetiltrimetilamonio ( BTMA ). BTMA) los iones positivos de la capa sólida de bentonita y los iones positivos orgánicos son intercambiables; La bentonita natural se puede modificar a bentonita orgánica lipófila hidrófoba, expansión revisada del espaciado de capas de bentonita, expansión del espacio de almacenamiento de estado sólido y absorbente de contaminantes orgánicos. Las especificaciones de adsorción para colorantes ácidos de bentonita orgánica se ven afectadas por la longitud de la cadena alquílica del activador de superficie; cuanto más larga es la longitud de la cadena de carbono, mayor es la capacidad de adsorción y la superficie específica no afecta la adsorción.

En el suelo, remoción y adsorción de metales pesados, bentonita orgánica y diferentes iones de metales pesados con otros mecanismos, Cu2+ y Cd2+ Hg2, principalmente a través del intercambio catiónico, Hg2+ es adsorción y distribución física, Cr3+ y As3+ según la adsorción específica y Adsorción electrostática respectiva. Clave de bentonita orgánica modificada utilizada en tintes orgánicos industriales, gases residuales industriales (tolueno, ciclohexano, xileno y mezcla de tolueno), absorción de contaminantes en las industrias petrolera y petroquímica y lixiviados de vertederos (contaminantes orgánicos, hidrocarburos halogenados, amoníaco, sólidos, sulfuros). , metales pesados, etc.).

4. Principio de modificación inorgánica y aplicación de la arcilla bentonita.

La aplicación de iones metálicos Na+, Fe3+, Al3+ y Mg2+ como modificadores de haluros y fosfatos son modificaciones inorgánicas de bentonita de forma general; su hidrólisis de cationes metálicos se puede equilibrar en la superficie de la electricidad negativa de bentonita.

El rendimiento de adsorción de la bentonita modificada inorgánicamente está relacionado con la cantidad y las propiedades del modificador cargado. Con una capacidad de carga baja, la capacidad de adsorción de la bentonita ajustada aumenta al aumentar la capacidad de carga. Por el contrario, cuando la capacidad de carga es demasiado alta, los grupos metálicos bloquearán los canales de los poros del adsorbente hacia el punto activo, reduciendo así la capacidad de adsorción del adsorbente. Yang et al. descubrieron que la adsorción de Pb2+ por el intercambio iónico de carbonato de sodio (Na2CO3), la atracción electrostática, la captura de un grupo hidroxilo en la superficie y la precipitación química causan bentonita modificada. La reacción catalítica magnética del modificador para llevar a cabo la modificación de la bentonita puede mejorar mejor las características de adsorción de la bentonita.

La bentonita modificada con CUFe2O4 puede eliminar eficazmente el Hg0 del gas; el mecanismo es que CUFe2O4 potencia el sitio activo de la bentonita, catalizando la conversión de Hg0 en Hg2 + mercurio granular [Hg (P)].

La bentonita modificada inorgánica con cationes metálicos cargados (Cu2)+, Zn2+ y Ag+), además de mejorar las propiedades de adsorción, también tiene una reacción antibacteriana, desodorizante y catalítica particular.

Pajiarito et al. con ZnSO4.7H2O para modificar bentonita, bentonita modificada con zinc obtenida en base al control de la liberación de Zn2+ sobre Mycobacterium luteum y el efecto inhibidor del hongo del arroz con cáscara también puede reducir el olor acre producido por el caucho natural (NR) con AgNO3 modificado bentonita con potente inhibición del efecto bacteriano y la reacción catalítica, puede ser agente colorante de malaquita verde (MG) Lleva a cabo una reacción catalítica, al igual que las bacterias recién aisladas en aguas residuales y lodos (ISOS) y Escherichia coli (Ec.oli) con buen vigor bacteriostático .

2. Bentonita y materiales compuestos como dinámica de investigación de medios fertilizantes

Los fertilizantes desempeñan un papel irreemplazable como insumo agrícola moderno, control de enfermedades de las plantas y plagas, mejorando la calidad de los cultivos y manteniendo la seguridad alimentaria mundial. Sin embargo, las formas de dosificación de pesticidas tradicionales tienen bajas tasas de utilización, no dirigidas y altas tasas residuales y deben usarse en exceso para lograr efectos preventivos. Después de su uso, sólo 0,1% del fertilizante llegan a los organismos objetivo. El 99,9% del fertilizante está en el medio ambiente a través de la disolución del suelo, la volatilización, la deriva de la pulverización, el escurrimiento, la degradación microbiana y la adherencia a la superficie del cultivo.

Los fertilizantes residuales pueden llegar al suelo, los cuerpos de agua, la atmósfera y los cultivos y acumularse en los productos agrícolas, los animales y los mariscos, poniendo en peligro la salud humana. Así, el desarrollo de fertilizantes con degradación y capacidad de respuesta ambiental (pH), temperatura, luz, etc.))) Temperatura, luz, etc.), nanomateriales respetuosos con el medio ambiente como portador de biopesticidas, con alta confiabilidad y compatibilidad, pueden reducir el daño y los residuos de pesticidas y mejorar la eficacia de los fertilizantes.

La bentonita es una sustancia fertilizante potencial rica, de bajo costo, no tóxica, porosa y con una superficie significativa que se usa comúnmente en fungicidas microbianos, insecticidas, fungicidas y sustancias de adsorción de herbicidas; tiene un valor sustancial de desarrollo y aplicación.

1. Beneficioso para los medios de absorción microbiana.

El fungicida microbiano tiene las ventajas de ser ecológico, seguro y compatible, y su utilización integral sufre daños en la estructura del medio y las propiedades funcionales.

La bentonita generalmente no es bentonita modificada con ácido, modificada orgánicamente o modificada inorgánicamente como medio microbiano beneficioso. Los estudios han demostrado que el nivel de inmovilización de las bacterias en el soporte reside en la adhesión inicial entre la superficie del medio y las células bacterianas, y el proceso de adsorción consta de cuatro pasos:

① Una gran cantidad de bacterias acumuladas en la superficie del medio;

② Adhesión inicial de gérmenes a la superficie del medio;

3.De la adhesión reversible a la adhesión irreversible;

④ formación de una biopelícula estable.

Además, las propiedades físicas de las células y portadores y las propiedades químicas del medio ambiente se denominan papel protagónico en la fase de fijación, Mg2 en la capacidad de fijación seca y composición + en los medios; la carga superficial se correlaciona con las propiedades de los microorganismos.

Bejarano et al. demostró que la bentonita podría ser un medio potencial para la bacteria promotora de plantas Paraburkholytofirmans (PsJN). pH La especificación de adsorción de la solución tampón de 5,5 a 9 disminuyó a medida que aumentó el valor del pH. Además, la especificación potencial de la superficie del medio afecta la adsorción e inmovilización de bacterias, es decir, cuanto mayor es el potencial de la superficie, mayor es la adsorción de patógenos. LI et al. preparó ácido esteárico hidrófobo que cargaba mejor Raoultellaplanticolars-2 (bacterias gramnegativas, las EPS causaron débiles) y Bacillussubtilssl-44 (bacterias grampositivas. Las EPS causaron vitales), dos tipos de bacterias beneficiosas; en comparación, las bacterias grampositivas tienen una fuerte adsorción, el principio de adsorción es la interacción hidrofóbica ácido-base, no la fuerza de Lifshitz-van der Waals ni la interacción electrostática.

2. Retardo de insecticidas

La bentonita se utiliza generalmente como material compuesto como portador de insecticidas. El principio es utilizar la adsorción de bentonita, las características superficiales específicas del material compuesto extenso. Supongamos que la respuesta a la liberación de estimulación alcalina, el material compuesto de bentonita orgánica de almidón modificado se basa en el método de preparación de inserción de solución. La tasa de empaquetamiento del material mezclado es alta y puede manipularse continuamente en la liberación de agua.

El alginato es un polisacárido soluble en agua, en solución, fácil de reticular con iones positivos divalentes (Ca2 (fase en línea con + y Mg2 +) para producir hidrogel, generalmente como fertilizante de manipulación de la liberación del medio compuesto basado en el sol. – arcilla de bentonita que se utilizará para sospechar que el gel hizo / nanocompuestos de alginato de sodio para la difusión de Fick del control y liberación de insecticidas imidacloprid, la cantidad de liberación aumenta a medida que la arcilla de bentonita La cantidad de liberación aumentó con el aumento de bentonita.

Además, la bentonita se modifica con tensioactivos iónicos positivos para obtener bentonita modificada orgánicamente. Esto promueve que la bentonita produzca más imidacloprid en el espacio entre capas, luego controla y libera el imidacloprid.

3. Retardo de herbicidas

El punto de ajuste químico del material adsorbente es un factor esencial para medir sus propiedades de adsorción, y menos puntos químicos apropiados afectarán su eficiencia de adsorción.

La modificación orgánica de la bentonita es una forma fundamental de mejorar el punto de ajuste químico. Por lo tanto, la bentonita orgánica se utiliza a menudo en medios de absorción de herbicidas y de liberación controlada. El comportamiento de absorción y liberación está relacionado con la densidad aparente del modificador (surfactante) en la estructura laminar y el espacio entre las capas de bentonita. Cuanto mayor sea la densidad de empaquetamiento del modificador en la estructura en capas, más lenta será la difusión del herbicida. Cuando aumenta el espaciamiento de las capas de bentonita, es beneficioso para la liberación del herbicida, reduciendo el efecto de la densidad aparente sobre el herbicida para lograr el efecto de liberación controlada.

La absorción de herbicidas por bentonita es espontánea y exotérmica; El proceso de absorción se divide en dos etapas:

① Con el aumento del tamaño y la capacidad de carga de la cadena de carbono del modificador, la tasa de adsorción se produce principalmente en la superficie de la bentonita modificada.

② En el enlace de control de difusión interna, la tasa de adsorción disminuye lentamente con el aumento del tamaño de la cadena de carbono modificador, la capacidad de carga y la longitud. Este proceso ocurre principalmente en la capa sólida de bentonita modificada. Hay dos tipos de bentonita modificada, entre las cuales la bentonita HTMA tiene las mejores propiedades de adsorción y absorbe el procloraz basándose en interacciones hidrófobas. A diferencia del fármaco original, la arcilla de bentonita orgánica ralentizó significativamente la liberación del agente.

4. Retardo de fungicidas

Las formulaciones de pesticidas, en la liberación de los componentes relevantes del retraso, cuanto mayor sea la eficacia del tiempo continuo, pueden continuar liberando el ingrediente activo del sistema portador, que ha sido el foco de la investigación. Singh comparó la fumonisina (ditiocarbamato) como fungicida con la manipulación del caolín y la manipulación del transportador de bentonita del efecto de liberación y encontró que la manipulación de la bentonita liberaba fertilizantes más lentamente que el caolín, la liberación de la inconsistencia de la propagación de Fick.

Liu Yanhui et al. eligió el método de adsorción preimpregnado para preparar el retardante de oxacilina. Con el aumento de la dosis activa de la tabla de carga de bentonita, la cantidad de adsorción primero aumenta y luego disminuye, y la tasa de liberación está relacionada con la temperatura. Cuando la temperatura es alta, la velocidad de liberación es más rápida.

Además, la bentonita modificada orgánicamente puede adsorber fungicidas y reducir la tensión superficial del tamaño de sus partículas para lograr efectos sinérgicos. Por ejemplo, agregar organobentonita a la espiroxamina en emulsión acuosa reduce su tamaño de partícula y facilita la distribución del tamaño de partícula, cambiando así la estabilidad de la emulsión acuosa. Se mezclaron físicamente bentonita orgánica, hexaconazol y aditivos y se preparó con éxito una suspensión acuosa 5% de hexaconazol. La suspensión tiene un grado razonable de seguridad flotante, la bentonita orgánica en la adsorción de fungicidas también se ve afectada por las características del propio sistema de pH de los fungicidas, ambiente bajo ácido (pH) <3) la adsorción de pesticidas orgánicos es silenciosa, ambiente alcalino (pH) > 10 ) solo aumenta la adsorción de triadimefón alcalino, los fertilizantes ácidos metanaftilo, cetopropilo y metil paratión tienen solubilidad, la tasa de adsorción se reduce.

3. Perspectivas de aplicación de la arcilla bentonita.

Desarrollar fertilizantes bajos en carbono, respetuosos con el medio ambiente y de liberación constante es esencial para el control de enfermedades de las plantas. Aún así, el campo de producción de fertilizantes con eficacia retardadora es engorroso y costoso, y no pueden liberarse de manera inteligente.

Además, los medios preparados a partir de combinaciones químicas tienen un bajo rendimiento y muy pocos estudiosos han desarrollado fertilizantes de coagulación retardada específicos basados en las características de los patógenos vegetales, la mayoría de los cuales han mejorado su eficacia material y en el campo médico. Por otro lado, las nanopartículas de sílice, nanogeles, materiales MOF y medios fertilizantes con eficacia retardante tienen altos costos de aplicación, bajas cargas de fertilizante y la aplicación real causará una gran pérdida de fertilizante, lo que resultará en un cierto grado de contaminación ambiental.

La bentonita es un material de gran superficie específica con capacidad de adsorción de sólidos en el procesamiento de dosificaciones de pesticidas y control de plagas, y tiene un valor práctico sustancial. Sin embargo, el desarrollo y aplicación de la bentonita puede ir más allá de sus propiedades plásticas; También se debería considerar el uso de modificación con bentonita, principalmente en.

① Según las diferencias en los escenarios de aplicación, el desarrollo de un valor específico de pH, temperatura y humedad, luz, campo magnético y actividad enzimática de sustancias fertilizantes de liberación controlada inteligentemente;

② Para diferentes objetivos de prevención (enfermedades), realizar modificaciones específicas y desarrollar fertilizantes de coagulación lenta con organismos objetivo inducidos y adsorbidos;

③ Para diferentes métodos de uso y características preventivas, modificar la formulación y desarrollar fertilizantes de coagulación retardada que puedan pulverizarse, enraizarse, anidarse, fregarse, etc., para facilitar la aplicación práctica;

④ De acuerdo con las diferentes características de la molécula del fertilizante (pH), la bentonita lleva a cabo una modificación ácida orgánica o una modificación alcalina, la producción de fertilizantes con el mismo valor de pH que el material fertilizante, para evitar la carga después de la fusión de los ingredientes activos del fertilizante.

Por lo tanto, el futuro de la bentonita y los materiales compuestos modificados es adecuado para la liberación selectiva de pesticidas, especialmente para el control de enfermedades transmitidas por el suelo.