负载γ-聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种负载聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，包括膨润土纳米颗粒、γ

【技术实现步骤摘要】
负载
γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒及其应用


[0001]本专利技术涉及膨润土纳米颗粒
，更具体地，涉及改性接枝膨润土纳米颗粒
，特别是指一种负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]γ
‑
聚谷氨酸(γ
‑
PGA)是微生物发酵产生的阴离子高分子载体材料，分子量分布在10 KD
‑
2000KD不等，具有大量的游离侧链羧基，可以发生螯合、交联及衍生化等反应，易于修饰。γ
‑
聚谷氨酸有很强的水溶性和粘着性，易被微生物降解，对环境友好。γ
‑
PGA因其能够保水保肥，提高肥料的利用率，促进生根壮根、提高作物抗逆性以及增加果蔬的产量，改良酸、碱土壤，结合沉淀重金属等功效，因而在农业方面具有广泛的应用。
[0003]膨润土是以蒙脱石为主要成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu
2+
、Mg
2+
、Na
+
、K
+
等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。膨润土主要用于农业土壤改良剂、肥料缓释剂和农药吸附剂，达到改善土壤质量、提高肥料功效和减少农药残留等有益效果。
[0004]硅烷偶联剂的分子结构式一般为Y/>‑
R
‑
Si(OR)3(式中Y
‑
有机官能基，SiOR
‑
硅烷氧基)，是研究最早、应用最早和用量最大的偶联剂。硅烷偶联剂在弱酸或弱碱条件下，其硅烷氧基能够进行水解，然后与有机材料或无机材料的羟基进行缩合接枝在材料表面，从而对材料进行接枝改性，改善材料的物理性能，增加材料物化功能。
[0005]尽管γ
‑
聚谷氨酸具有明显的促进植物生长和生产作用，且耐高温和一定的酸碱度，但其在土壤中易被微生物降解，从而对植物的有益作用降低，功效持久性并不理想。
[0006]因此，希望提供一种γ
‑
聚谷氨酸缓释剂，其能够缓释γ
‑
聚谷氨酸，从而增加γ
‑
聚谷氨酸的稳定性和功效持久性，减少被微生物降解机率，提高经济效益。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有技术中的缺点，本专利技术的一个目的在于提供一种负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其能够缓释γ
‑
聚谷氨酸，从而增加γ
‑
聚谷氨酸的稳定性和功效持久性，减少被微生物降解机率，提高经济效益，适于大规模推广应用。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒的应用，其能够促进植物的发芽和生长，提高经济效益，适于大规模推广应用。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒的应用，其能够增强植物的抗病效果，提高经济效益，适于大规模推广应用。
[0010]为达到以上目的，在本专利技术的第一方面，提供一种负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其特点是，包括膨润土纳米颗粒、γ
‑
聚谷氨酸、氨基硅烷偶联剂和壳聚糖，所述氨基硅烷偶联剂共价偶联所述膨润土纳米颗粒，所述壳聚糖吸附接枝所述膨润土纳米
颗粒，所述γ
‑
聚谷氨酸分别吸附结合所述氨基硅烷偶联剂和所述壳聚糖。
[0011]较佳地，所述膨润土纳米颗粒通过将膨润土经预处理、焙烧过程和酸化处理制备而成，所述预处理是将所述膨润土研磨粉碎后过筛得到粉碎膨润土，所述焙烧过程是将所述粉碎膨润土进行焙烧获得焙烧膨润土，所述酸化处理是将所述焙烧膨润土加到硫酸与盐酸的混合酸溶液中，水浴搅拌反应，过滤后洗涤至滤液呈中性，然后烘干，自然冷却至室温研磨粉碎。
[0012]更佳地，所述过筛为过100目～200目筛，所述焙烧的温度为300℃～500℃，所述焙烧的时间为2h～5h，所述混合酸溶液中所述硫酸和所述盐酸的体积比为3～5：0.5～1，所述混合酸溶液的摩尔浓度为0.8mol/L～1.2mol/L，所述水浴搅拌的温度为85℃～95℃，所述水浴搅拌的时间为1h～5h，所述水浴搅拌的速度为400r/min～500r/min。
[0013]较佳地，所述氨基硅烷偶联剂共价偶联所述膨润土纳米颗粒通过将所述膨润土纳米颗粒加入无水乙醇和水的混合液中搅拌充分分散，调节pH至4～5，边搅拌边加入所述氨基硅烷偶联剂，然后过滤制备而成。
[0014]更佳地，所述无水乙醇和所述水的体积比为2～4：1，所述调节pH采用草酸进行，所述搅拌充分分散的温度和所述搅拌的温度均为70℃
‑
90℃，所述搅拌充分分散的时间和所述搅拌的时间均为1h～2h，所述搅拌充分分散的速度和所述搅拌的速度分别为 3000r/min～4000r/min和1000r/min～2000r/min，所述膨润土纳米颗粒的克数和所述氨基硅烷偶联剂的毫摩尔的比例为1：1.5～2，所述氨基硅烷偶联剂选自γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、N
‑
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷以及氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
[0015]更佳地，所述壳聚糖吸附接枝所述膨润土纳米颗粒通过将共价偶联所述氨基硅烷偶联剂的所述膨润土纳米颗粒和壳聚糖醋酸溶液常温下搅拌混合后过滤制备而成。
[0016]更进一步地，所述壳聚糖醋酸溶液通过将壳聚糖溶于1％重量的醋酸溶液制备而成，所述壳聚糖醋酸溶液中所述壳聚糖的浓度为1g/L～5g/L，所述的共价偶联所述氨基硅烷偶联剂的所述膨润土纳米颗粒和所述壳聚糖的质量比为5～10：1，所述搅拌混合的时间为 2h～5h，所述搅拌混合的速度为500r/min～1000r/min。
[0017]更进一步地，所述γ
‑
聚谷氨酸分别吸附结合所述氨基硅烷偶联剂和所述壳聚糖通过将共价偶联所述氨基硅烷偶联剂以及吸附所述壳聚糖的所述膨润土纳米颗粒与γ
‑
聚谷氨酸溶液常温下搅拌混匀制备而成。
[0018]尤其更佳地，所述γ
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其特征在于，包括膨润土纳米颗粒、γ
‑
聚谷氨酸、氨基硅烷偶联剂和壳聚糖，所述氨基硅烷偶联剂共价偶联所述膨润土纳米颗粒，所述壳聚糖吸附接枝所述膨润土纳米颗粒，所述γ
‑
聚谷氨酸分别吸附结合所述氨基硅烷偶联剂和所述壳聚糖。2.根据权利要求1所述的负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其特征在于，所述膨润土纳米颗粒通过将膨润土经预处理、焙烧过程和酸化处理制备而成，所述预处理是将所述膨润土研磨粉碎后过筛得到粉碎膨润土，所述焙烧过程是将所述粉碎膨润土进行焙烧获得焙烧膨润土，所述酸化处理是将所述焙烧膨润土加到硫酸与盐酸的混合酸溶液中，水浴搅拌反应，过滤后洗涤至滤液呈中性，然后烘干，自然冷却至室温研磨粉碎。3.根据权利要求2所述的负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其特征在于，所述过筛为过100目～200目筛，所述焙烧的温度为300℃～500℃，所述焙烧的时间为2h～5h，所述混合酸溶液中所述硫酸和所述盐酸的体积比为3～5：0.5～1，所述混合酸溶液的摩尔浓度为0.8mol/L～1.2mol/L，所述水浴搅拌的温度为85℃～95℃，所述水浴搅拌的时间为1h～5h，所述水浴搅拌的速度为400r/min～500r/min。4.根据权利要求1所述的负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂共价偶联所述膨润土纳米颗粒通过将所述膨润土纳米颗粒加入无水乙醇和水的混合液中搅拌充分分散，调节pH至4～5，边搅拌边加入所述氨基硅烷偶联剂，然后过滤制备而成。5.根据权利要求4所述的负载γ
‑
聚谷氨酸的改性接枝膨润土纳米颗粒，其特征在于，所述无水乙醇和所述水的体积比为2～4：1，所述调节pH采用草酸进行，所述搅拌充分分散的温度和所述搅拌的温度均为70℃
‑
90℃，所述搅拌充分分散的时间和所述搅拌的时间均为1h～2h，所述搅拌充分分散的速度和所述搅拌的速度分别为3000r/min～4000r/min和1000r/min～2000r/min，所述膨润土纳米颗粒的克数和所述氨基硅烷偶联剂的毫摩尔的比例为1：1.5～2，所述氨基硅烷偶联剂选自γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱友，王众，乔长晟，徐玉迪，胡国伟，伊仁和，张惠诚，
申请(专利权)人：苏州乙水茉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：