除草剤の制御された放出のための層状二重水酸化物/セピオライトハイブリッドナノアーキテクチャ

この作業では、有機無機ハイブリッドナノアーキテクチャは、マグネシウム - アルミニウム層の二重水酸化物（mgal-LDH）とセピオライト線維クレイを組み立てることにより、除草剤2-メチル-4-キクロロフェノキシ酸酸性酸酸性酸性酸性酸性クレイと同時コンセプションとともに調製しました。（MCPA）MGAL-LDHがイオン交換特性を保持するとき。合成手順は、以前のステップでLDH/セピオライトナノアーキテクチャの形成後のイオン交換によるMCPAの取り込みと比較して有利でした。得られたMCPA-LDH/セピオライトナノアーキテクチャは、さまざまな物理化学技術（XRD、FTIRおよびFTIRおよび29SI NMR分光法、CHN分析、およびSEM）によって特徴付けられ、セピオライトの外表面に存在するシラノール基を介してセピオライト繊維との相互作用がセピオライトの表面に存在するシラノール基を介して、セピオライト繊維を介してセピオライト繊維を介して相互作用を明らかにしました。LDHでのMCPAのインターカレーションにより、基礎間隔の増加が、熟成したLDHの0.77 nmから2.32 nmに調製された材料の2.32 nmに増加することで確認されました。単一段階の共沈降方法によって調製されたハイブリッドナノアーキテクチャに組み込まれた除草剤の量は、特定の組成で445 MEQ/100 g LDHに達するLDHのCEC（約330 MEQ/100 g）を超えました。これは、ナノアーキテクチャが別々のコンポーネントよりも優れた吸着特性を示すことを可能にする無機固体間の相乗効果を示唆しています。さらに、放出アッセイでは、ハイブリッドナノアーキテクチャに組み込まれた除草剤を完全に放出することができ、農業用途への適合性が確認されます。除草剤のより制御された放出を達成し、土壌の表面で数日間作用するために、ハイブリッドナノアーキテクチャは、アルギン酸塩/Zeinのバイオポリマーマトリックスにカプセル化され、球体に形作られました。BidistIltilled水で行われたin vitroテストでは、ビオナノコンポジットビーズからのMCPAの連続放出が1週間以上達成されましたが、カプセル化されていない材料は48時間でMCPAの100％を放出しました。その上、カプセル化により、除草剤の取り扱いと輸送が向上する可能性があります。

In this work, organic-inorganic hybrid nanoarchitectures were prepared in a single coprecipitation step by assembling magnesium-aluminum layered double hydroxides (MgAl-LDH) and a sepiolite fibrous clay, with the simultaneous encapsulation of the herbicide 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA) as the MgAl-LDH retains its ion exchange properties. The synthetic procedure was advantageous in comparison to the incorporation of MCPA by ion exchange after the formation of the LDH/sepiolite nanoarchitecture in a previous step, as it was less time consuming and gave rise to a higher loading of MCPA. The resulting MCPA-LDH/sepiolite nanoarchitectures were characterized by various physicochemical techniques (XRD, FTIR and 29Si NMR spectroscopies, CHN analysis and SEM) that revealed interactions of LDH with the sepiolite fibers through the silanol groups present on the outer surface of sepiolite, together with the intercalation of MCPA in the LDH confirmed by the increase in the basal spacing from 0.77 nm for the pristine LDH to 2.32 nm for the prepared materials. The amount of herbicide incorporated in the hybrid nanoarchitectures prepared by the single-step coprecipitation method surpassed the CEC of LDH (ca. 330 mEq/100 g), with values reaching 445 mEq/100 g LDH for certain compositions. This suggests a synergy between the inorganic solids that allows the nanoarchitecture to exhibit better adsorption properties than the separate components. Additionally, in the release assays, the herbicide incorporated in the hybrid nanoarchitectures could be completely released, which confirms its suitability for agricultural applications. In order to achieve a more controlled release of the herbicide and to act for several days on the surface of the soil, the hybrid nanoarchitectures were encapsulated in a biopolymer matrix of alginate/zein and shaped into spheres. In in vitro tests carried out in bidistilled water, a continuous release of MCPA from the bionanocomposite beads was achieved for more than a week, while the non-encapsulated materials released the 100% of MCPA in 48 h. Besides, the encapsulation may allow for better handling and transport of the herbicide.