Ежегодный ущерб урожая от болезней и вредителей растений составляет от 20% до 40% во всем мире. Эффективный контроль болезней растений по-прежнему заключается в применении пестицидов, таких как фунгициды, инсектициды и гербициды. Хотя химические удобрения имеют множество преимуществ, таких как высокая эффективность, скорость и удобство, они также могут отрицательно влиять на нецелевые организмы, экосистемы и физическое здоровье. Кроме того, во время или после использования около 90% удобрений выводится из организма в результате таяния почвы, испарения и других форм, что снижает использование и эффективность пестицидов. Уровень катионного обмена бентонита сильный (GEC), адсорбционная способность и большая удельная поверхность; его структурные характеристики делают его натуральным и экологически чистым минеральным материалом с богатым, высоким качеством и низкой ценой. В настоящее время бентонит и модифицированные композиционные материалы в основном используются при очистке промышленных сточных вод, в качестве защитных материалов для свалок отходов, адсорбции тяжелых металлов в почве и в строительных материалах.

Курцбаум, например, использует композитный адсорбент, который удаляет фосфаты из сточных вод молочной промышленности и бытовых сточных вод. В отличие от самого бентонита, композиционный материал обладает высокой адсорбционной способностью и быстрой скоростью адсорбции. В строительных материалах бентонит обладает отличной адсорбционной способностью, небольшой гидравлической проводимостью и отличной удельной поверхностью. Применение поливинилового спирта, такого как модифицированный бентонит Дай (ПВА), улучшает циркуляцию раствора, снижает водопоглощение раствора и улучшает адсорбционную способность, тем самым улучшая эксплуатационные характеристики стены. С точки зрения удаления тяжелых металлов почва вредна для ионов тяжелых металлов меди (Cu), цинка (Zn), никеля (Ni), хрома (Cr), кадмия (Cd) и свинца (Pd). Это потенциальный риск для здоровья. Значительная адсорбция тяжелых металлов бентонитом от малого до крупного составляет Ni < Cr < Zn < Cd < Cu < Pb.

Бентонит имеет богатую историю, он недорогой и имеет общую практическую ценность, но о пестициде как о пестициде занижают. Предположим, что из бентонита необходимо превратить удобрение с замедляющим эффектом. В этом случае необходимо понять основную структуру и преимущества бентонита, его модификацию и статус применения, чтобы облегчить точный контроль и высвобождение замедляющих удобрений. На основании этого в данной статье модифицируется бентонит. В нем обобщено описание бентонита как носителя полезных микроорганизмов, инсектицидов, гербицидов и фунгицидов, а также определены перспективы дальнейшего развития и цели комплексного использования удобрений.

1. Структура и модификация бентонита.

Бентонит в Китае имеет широкое распространение, легко извлекается, неглубокий и имеет полный спектр преимуществ, в основном в провинции Гуанси, Синьцзян-Уйгурском автономном округе, автономном районе Внутренняя Монголия, провинциях Цзянсу, Хэбэй и Шаньдун, состав 26,5%, 16,01. ТП3Т, 12.01ТП3Т, 7.21ТП3Т, 6.11ТП3Т и 5.51ТП3Т соответственно.

Природный бентонит – недорогой и экологически чистый адсорбент. В последнее время его стали использовать для поглощения и удаления тяжелых металлов и органических веществ. Для обеспечения адсорбции и удаления природного бентонита его можно модифицировать неорганическими кислотами и органикой, поверхностно-активными веществами с положительными ионами, неорганическими галогенидами металлов и фосфатами.

1. Структура и характеристики бентонита.

Монтмориллонит так как основным компонентом бентонита является гексагональный гидратированный алюмосиликатный минерал, его химическая классификация по (Na)(Al3,3Mg0,7)Si8O20(OH)4nH2O, особенности строения бентонита (рис. 1) по двум внешним кремнезем-кислородным ( Si8O2) тетраэдр, зажатый между алюминием-кислородом (Al2O3): нанослойная структура состоит из 1 учтенного соотношения; структура его пластинчатого кристаллического слоя (толщина около 1 нм) теми же атомами кислорода, соединенными с соседними слоями силой Ван-дер-Ваальса и электростатическим синтезом, тетраэдр оксида кремния в Si4 + легко подвергается разрушению Al3 +, октаэдр оксида алюминия в Al3+ легко происходит разрушение Zn2+, Mg2+ дешевыми положительными ионами, в результате чего на поверхности бентонитовой глины и внутреннее пространство ионного дисбаланса, так что постоянное отрицательное электричество, пластинчатая структура при обмене положительных ионов (Ca2) +, Na +, K + и т. д.) родилось для достижения равновесия и образования нового слоя из бентонитовой глины. ) рождения баланса, чтобы сделать его химически гладким.

Природный бентонит, в основном бентонит на основе кальция и бентонит на основе натрия, обладает сильной катионообменной способностью (CEC), удельной поверхностью, способностью увлажнять и удерживать воду, адсорбционной способностью, низкой стоимостью, совместимостью, широко используется в буровых растворах, предотвращает утечку. клей для стен, средства для очистки радиоактивных сточных вод, органические красители и адсорбенты тяжелых металлов.

2. Принцип и применение модификации бентонитовой кислоты.

Обработка бентонита кислотой представляет собой по существу реакцию H+ и силикатной кислоты, так что кислотный гидролиз H+ и положительные ионы между пластинками осуществляют ионный обмен. Напротив, процесс кислотной модификации Al3+, Mg2+ и Fe3+ не меняет исходную первичную структуру и состав бентонита. Тем не менее, он уменьшает силу твердого тела, расширение межслоевого пространства, сульфаты или оксиды железа и другие примеси. Они приводят к увеличению удельной поверхности, пористости и уровня адсорбции газа.

Обычные кислотные модификаторы содержат неорганические и органические кислоты. Неорганические кислоты в основном содержат соляную кислоту (HCl), азотную кислоту (HNO3) и серную кислоту (H2SO4), в первую очередь серную кислоту (H2SO4), лимонную кислоту (C6H8O7) и гуминовую кислоту, которые чаще всего используются при модификации неорганической кислоты для модификации бентонита. и область эффективности адсорбции постепенно улучшается после модификации.

Спецификация активности напрямую отражает характеристики производительности модифицированного кислотой бентонита, но различные концентрации кислоты наносят другие повреждения структуре модифицированного бентонита. При низких концентрациях активность модифицированного бентонита увеличивается с увеличением содержания кислоты, а при высоких концентрациях активность модифицированного бентонита снижается с увеличением концентрации кислоты. Причина может заключаться в том, что обмен низкой концентрации, наполовину малой H+ и половины через большие взаимозаменяемые положительные ионы, не разрушил его структуру. Однако с увеличением концентрации кислоты расстояние между слоями становится слишком большим, и положительные ионы заменяются, что приводит к расщеплению молекулярной формулы.

В фазе бентонита, активированного серной кислотой (рис. 2), силанольные группы в поверхностном слое бентонита Angkawijaya et al.+ могут дополнительно протонироваться с образованием положительно заряженных групп. Протонированные группы способствуют адсорбции Pi на основе электростатических взаимодействий. В отличие от неорганических кислот, органические молекулы содержат карбоксильные (СООН) группы, которые могут лучше усиливать хелатирование тяжелых металлов и улучшать адсорбционную способность бентонита. Кроме того, сплав бентонита, модифицированного гуминовой кислотой, и мочевины может значительно снизить ущерб N2, вызванный улетучиванием NH3 почвы и выбросами N2O, повысить использование растениями донных удобрений и способствовать росту растений.

3. Принцип и применение органической модификации бентонита.

Органическая модификация бентонита по существу заменяет органическое вещество или органические группы, а затем молекулы воды или обменные положительные ионы внутри пластинчатой системы, образуя таким образом органически модифицированный бентонит с ковалентными связями, связями сцепления, ионными связями или силами Ван-дер-Ваальса.

Общие органические модификаторы включают додецилбензолсульфонат натрия (SDBS), бромид цетилтриметиламмония (CTAB), октадецилдиметиламмоний (SMB3), хлороформ октадецилдиметилфениламмония, хлорфениламмоний, хлороформ, хлороформ (ODMBA), бромид гексачетвертичного триметиламмония (HDTMA), бромид додецилдиметилтриметиламмония (DDTMA) и цетилтриметилам. бромид мония (БТМА ). BTMA) положительные ионы твердого слоя бентонита и органические положительные ионы взаимозаменяемы; природный бентонит может быть модифицирован до гидрофобного липофильного органического бентонита, измененного расширения расстояния между слоями бентонита, расширения твердотельного пространства для хранения и поглотителя органических загрязнителей. На характеристики адсорбции кислотных красителей органического бентонита влияет длина алкильной цепи поверхностного активатора; чем больше длина углеродной цепи, тем выше адсорбционная способность и удельная поверхность не влияет на адсорбцию.

В почве удаление и адсорбция тяжелых металлов, органический бентонит и ионы различных тяжелых металлов с другими механизмами, Cu2 + и Cd2 + Hg2, в основном за счет катионного обмена, Hg2 + - это физическая адсорбция и распределение, Cr3 + и As3 + в зависимости от специфической адсорбции и электростатическая соответствующая адсорбция. Органический модифицированный бентонитовый ключ, используемый в промышленных органических красителях, промышленных отходящих газах (толуол, циклогексан, ксилол и смесь толуола), абсорбции загрязняющих веществ в нефтяной и нефтехимической промышленности, а также в фильтрате свалок (органические загрязнители, галогенированные углеводороды, аммиак, твердые вещества, сульфиды). , тяжелые металлы и др.).

4. Принцип неорганической модификации и применение бентонитовой глины.

Применение ионов металлов Na+, Fe3+, Al3+ и Mg2+ в качестве модификаторов галогенидов и фосфатов представляет собой неорганическую модификацию бентонита общим способом; его гидролиз катионов металлов может быть уравновешен на поверхности бентонита отрицательным электричеством.

Адсорбционные характеристики неорганически модифицированного бентонита зависят от количества и свойств загруженного модификатора. При низкой несущей способности адсорбционная способность корректированного бентонита увеличивается с увеличением несущей способности. Напротив, когда несущая способность слишком высока, металлические кластеры блокируют поровые каналы адсорбента в активной точке, тем самым снижая адсорбционную способность адсорбента. Ян и др. обнаружили, что адсорбция Pb2+ посредством ионного обмена карбоната натрия (Na2CO3), электростатическое притяжение, захват поверхностной гидроксильной группы и химическое осаждение вызывают модифицирование бентонита. Магнитная каталитическая реакция модификатора для проведения модификации бентонита может лучше улучшить адсорбционные характеристики бентонита.

Бентонит, модифицированный CUFe2O4, может эффективно удалять Hg0 из газа; механизм заключается в том, что CUFe2O4 усиливает активный центр бентонита, катализируя превращение Hg0 в Hg2 + гранулированную ртуть [Hg(P)].

Нагруженный катионами металлов (Cu2)+, Zn2+ и Ag+) неорганический модифицированный бентонит, помимо улучшения адсорбционных свойств, обладает также особой антибактериальной, дезодорирующей и каталитической реакцией.

Паджиарито и др. с ZnSO4.7H2O для модификации бентонита, бентонит, модифицированный цинком, полученный на основе контроля высвобождения Zn2 + на Mycobacterium luteum и ингибирующий эффект на рисовые грибы, также может уменьшить резкий запах, производимый натуральным каучуком (NR) с модифицированным AgNO3. бентонит с сильным ингибированием бактериального эффекта и каталитической реакции, может быть красителем зеленого малахита (MG). Проводить каталитическую реакцию, как это делают недавно выделенные бактерии в сточных водах и иле (ISOSS) и Escherichia coli (Ec.oli) с хорошей бактериостатической активностью. .

2. Динамика исследования бентонита и композиционных материалов как сред удобрения.

Удобрения играют незаменимую роль в современном сельском хозяйстве, в борьбе с болезнями растений и вредителями, улучшая качество сельскохозяйственных культур и поддерживая глобальную продовольственную безопасность. Однако традиционные лекарственные формы пестицидов имеют низкую степень использования, ненаправленность и высокие остаточные уровни, и их необходимо чрезмерно использовать для достижения профилактического эффекта. После использования только 0,1% удобрения достигает целевых организмов. 99,9% удобрения попадает в окружающую среду в результате растворения почвы, испарения, сноса распылением, стока, микробного разложения и прилипания к поверхности сельскохозяйственных культур.

Остаточные удобрения могут попасть в почву, водоемы, атмосферу и посевы, а также накапливаться в сельскохозяйственной продукции, животных и морепродуктах, подвергая опасности здоровье человека. Таким образом, разработка удобрений с деградацией и чувствительностью к окружающей среде (pH, температуре, свету и т.д.).)) Температура, свет и т.д.), экологически чистые наноматериалы в качестве носителя биопестицидов, обладающие высокой надежностью и совместимостью, позволяют снизить вред и остатки пестицидов и повышают эффективность удобрений.

Бентонит представляет собой богатое, недорогое, нетоксичное, пористое вещество со значительной площадью поверхности, потенциальное удобрение, обычно используемое в микробных фунгицидах, инсектицидах, фунгицидах и веществах, адсорбирующих гербициды; он имеет значительную ценность для развития и применения.

1. Благоприятен для микробных абсорбционных сред.

Преимущества микробного фунгицида заключаются в том, что он экологически чистый, безопасный и совместимый, а его комплексное использование страдает от повреждения структуры и функциональных свойств среды.

Бентонит, как правило, не представляет собой модифицированный кислотой, органически или неорганически модифицированный бентонит в качестве полезной микробной среды. Исследования показали, что уровень иммобилизации бактерий на носителе заключается в начальной адгезии между поверхностью среды и бактериальными клетками, а процесс адсорбции состоит из четырех стадий:

① Большое количество бактерий собралось на поверхности среды;

② Начальная адгезия микробов к поверхности носителя;

3.От обратимой адгезии к необратимой адгезии;

④ образование стабильной биопленки.

Кроме того, ведущую роль в фазе фиксации называют физические свойства клеток и носителей и химические свойства среды, в сухой фиксационной способности - Mg2, в средах - состав +; поверхностный заряд коррелирует со свойствами микроорганизмов.

Бехарано и др. продемонстрировали, что бентонит может быть потенциальной средой для бактерий Paraburkholytofirmans (PsJN), способствующих развитию растений. pH. Адсорбционная характеристика буферного раствора от 5,5 до 9 уменьшалась по мере увеличения значения pH. Кроме того, на адсорбцию и иммобилизацию бактерий влияет потенциальная спецификация поверхности среды, т. е. чем больше поверхностный потенциал, тем больше адсорбция патогенов. LI et al. подготовленная гидрофобная стеариновая кислота, которая лучше загружает Raoultellaplanticolars-2 (грамотрицательные бактерии, вызывающие слабый EPS) и Bacillusubtilssl-44 (грамположительные бактерии. EPS, вызывающий жизненно важные) два вида полезных бактерий; для сравнения, грамположительные бактерии обладают сильной адсорбцией, принципом адсорбции является кислотно-основное гидрофобное взаимодействие, а не сила Лифшица-ван-дер-Ваальса и электростатическое взаимодействие.

2. Замедление действия инсектицидов.

Бентонит обычно используется в качестве композиционного материала в качестве носителя для инсектицидов. Принцип заключается в использовании адсорбции бентонита, удельных поверхностных характеристик обширного композиционного материала. Предположим, что реакция на высвобождение щелочи, модифицированный крахмал-органический бентонитовый композитный материал, основан на методе приготовления раствора. Скорость упаковки смешанного материала высока, и ее можно постоянно регулировать при выпуске воды.

Альгинат представляет собой водорастворимый полисахарид в растворе, который легко сшивается с фазой двухвалентных положительных ионов (Ca2) в соответствии с + и Mg2 +) для получения гидрогеля, обычно в качестве удобрения, манипулирующего высвобождением композитной среды на основе золя. – использовать бентонитовую глину, чтобы подозревать, что гель, изготовленный / нанокомпозиты альгината натрия, способствуют распространению Фика для контроля и высвобождения имидаклопридных инсектицидов, количество высвобождения увеличивается по мере того, как бентонитовая глина. Количество высвобождения увеличивается с увеличением количества бентонита.

Кроме того, бентонит модифицируют поверхностно-активными веществами с положительными ионами для получения органически модифицированного бентонита. Это способствует выработке бентонитом большего количества имидаклоприда в межслоевом пространстве, а затем контролирует и высвобождает имидаклоприд.

3. Замедление действия гербицидов

Точка химического соответствия адсорбирующего материала является важным фактором при измерении его адсорбционных свойств, и меньшее количество подходящих химических точек будет влиять на его эффективность адсорбции.

Органическая модификация бентонита является важным способом улучшить химическую пригодность. Таким образом, органический бентонит часто используется в средах для поглощения гербицидов и средах с контролируемым высвобождением. Поведение поглощения и высвобождения связано с кажущейся плотностью модификатора (поверхностно-активного вещества) в пластинчатой структуре и расстоянием между слоями бентонита. Чем выше плотность упаковки модификатора в слоистой структуре, тем медленнее диффузия гербицида. Когда расстояние между слоями бентонита увеличивается, это способствует высвобождению гербицида, уменьшая влияние кажущейся плотности на гербицид для достижения эффекта контролируемого высвобождения.

Абсорбция гербицидов бентонитом происходит спонтанно и экзотермически; Процесс поглощения делится на два этапа:

① С увеличением размера и несущей способности углеродной цепи модификатора скорость адсорбции преимущественно происходит на поверхности модифицированного бентонита.

② В звене управления внутренней диффузией скорость адсорбции медленно снижается с увеличением размера углеродной цепи модификатора, несущей способности и длины. Этот процесс происходит преимущественно в твердом слое модифицированного бентонита. Существует два типа модифицированного бентонита, среди которых НТМА-бентонит обладает лучшими адсорбционными свойствами и поглощает прохлораз на основе гидрофобных взаимодействий. В отличие от оригинального препарата, органическая бентонитовая глина существенно замедляла высвобождение средства.

4. Замедление действия фунгицидов

Пестицидные составы, при высвобождении соответствующих компонентов задержки, чем дольше эффективность непрерывного времени, могут продолжать высвобождать активный ингредиент системы-носителя, что было в центре внимания исследований. Сингх сравнил фумонизин (дитиокарбамат) как фунгицид, каолин и бентонитовый носитель, манипуляции с эффектом высвобождения и обнаружил, что бентонитовые манипуляции с высвобождением удобрений медленнее, чем каолин, высвобождение несовместимо с распространением Фика.

Лю Яньхуэй и др. выбрали метод адсорбции с предварительной пропиткой для приготовления оксациллинового ретарданта. При увеличении активной дозы таблицы загрузки бентонита величина адсорбции сначала увеличивается, а затем уменьшается, а скорость высвобождения зависит от температуры. Когда температура высока, скорость выделения увеличивается.

Кроме того, органически модифицированный бентонит может адсорбировать фунгициды и снижать поверхностное натяжение их частиц для достижения синергетического эффекта. Например, добавление органобентонита к водной эмульсии спироксамина уменьшает размер его частиц и облегчает распределение частиц по размерам, тем самым изменяя стабильность водной эмульсии. Органический бентонит, гексаконазол и добавки были физически смешаны, и была успешно получена водная суспензия гексаконазола 5%. Суспензия имеет достаточную степень плавающей безопасности, органический бентонит на адсорбцию фунгицидов также зависит от pH системы, характеристики самих фунгицидов, низкая кислая среда (pH) <3), адсорбция органических пестицидов тихая, щелочная среда (pH) > 10 ) увеличивается только щелочная адсорбция триадимефона, кислые удобрения метанафтил, кетопропил, метилпаратион обладают растворимостью, скорость адсорбции снижается.

3. Перспективы применения бентонитовой глины

Разработка низкоуглеродных, экологически чистых, постоянно выделяющихся удобрений имеет важное значение для борьбы с болезнями растений. Тем не менее, производство удобрений с замедляющей эффективностью является громоздким и дорогостоящим, и их невозможно разумно выпускать.

Кроме того, среды, приготовленные на основе химических комбинаций, имеют низкий выход, и очень немногие ученые разработали целевые удобрения с замедленной коагуляцией, основанные на характеристиках фитопатогенов, большинство из которых улучшены с точки зрения материальной и медицинской эффективности. С другой стороны, наночастицы кремнезема, наногели, материалы MOF и удобрения с эффективностью замедления имеют высокие затраты на применение, низкую нагрузку удобрений, а фактическое применение приведет к большим потерям удобрений, что приведет к определенной степени загрязнения окружающей среды.

Бентонит представляет собой материал с большой удельной поверхностью и твердой адсорбционной способностью при дозировке пестицидов и борьбе с вредителями, и он имеет значительную практическую ценность. Однако разработка и применение бентонита могут выходить за рамки его пластических свойств; следует также рассмотреть возможность использования модификации бентонита, главным образом в.

① В соответствии с различиями в сценариях применения, разработка определенного значения pH, температуры и влажности, света, магнитного поля и активности ферментов интеллектуально контролируемого высвобождения удобрений;

② Для различных целей профилактики (заболеваний) провести целевую модификацию, разработать медленнокоагуляционное удобрение с индуцированными и адсорбированными целевыми организмами;

③ Для различных методов использования и профилактических характеристик провести модификацию рецептуры и разработать удобрения с замедленной коагуляцией, которые можно распылять, укоренять, размещать, протирать и т. д., чтобы облегчить практическое применение;

④ В соответствии с различными характеристиками молекулы удобрения (pH) бентонит осуществляет органическую кислотную или щелочную модификацию, производя удобрения с тем же значением pH, что и материал удобрения, чтобы избежать нагрузки после плавления активных ингредиентов удобрения.

Таким образом, будущее бентонита и модифицированных композитных материалов подходит для целевого выброса пестицидов, особенно для борьбы с болезнями, передающимися через почву.