《Polymer》：Augmenting Adsorption-Based Slow-Release Pesticide Performance via Kaolin Alginate Chitosan Cryo-Gel Composites: Strategic Optimization of Formulation Parameters
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本研究系统探究了慢释放农药制剂（SRFs）的关键制备参数及性能优化，发现高岭土与藻酸盐按1:2比例复合，结合0.1 M CaCl?交联，通过凝胶电离形成24小时负载的冷冻凝胶体系，在农药保留和持续释放方面表现优异，土壤及水体中释放动力学符合Weibull和一级模型，可持续释放达140天，为环保农药开发提供新策略。
Hemant Veer Jain | Samar Dhiman | Nasreen Ghazi Ansari
分析化学实验室，分析科学与认证测试服务组，分析科学与服务部门，通过技术解决方案提供工业支持（ASSIST）分部，CSIR-印度毒理学研究所（CSIR-IITR），Vishvigyan Bhawan，31，Mahatma Gandhi Marg，Lucknow 226001，印度北方邦
摘要
缓释农药制剂（SRFs）具有低毒性、环境兼容性和持续有效的释放特性，是传统农药的有吸引力的替代品。本研究系统地探讨了关键的配方和加工参数，包括粘合剂类型和比例、吸附剂比例、交联剂浓度、离子化条件、复合材料的形态、粒径以及环境释放变量（如温度、活性成分装载量），以优化SRFs的性能。理想的配方包含高岭土和海藻酸盐（分别为1%和2%；比例为1:2），通过凝胶离子化与0.1 M CaCl2交联，并采用24小时装载法制备成冷冻凝胶形式。该优化系统显著提高了农药的保留率和持续释放效果。综合分析（FTIR、SEM-EDX、XRD、TGA/DSC）揭示了其结构和热学特性，而长期释放研究（长达140天）在水和土壤基质中显示出了稳定的、可控的释放曲线。释放动力学符合Weibull模型和一级模型。值得注意的是，这种基于粘土的复合材料在持续释放方面比其他配方提高了7.6倍，表明其在提高疗效和减少环境影响方面具有巨大潜力。
部分内容摘录
引言
农业是人类文明生存不可或缺的支柱，它为各种行业提供必要的原材料，并支撑着全球粮食安全[1]。然而，农业活动不仅限于种植作物和饲养牲畜，还已成为推动经济增长的重要因素，能够影响国际贸易动态[1, 2]。此外，一个国家的国内生产总值（GDP）和就业率也反映了农业的重要性。
化学品和试剂
高岭土、海藻酸钠、壳聚糖、氯化钠和膨润土购自印度马哈拉施特拉邦的Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd.；蒙脱石、二水合氯化钙、正己烷、无水硫酸钠和丙酮购自孟买的Merck Life Science Private Limited；实验过程中使用的Milli-Q水也由该公司提供。
农药的检测与校准
氯吡硫磷的检测和定量通过气相色谱法完成。在校准过程中，将氯吡硫磷标准品溶解在正己烷中，制备了1.95至1000 ng/ml范围内的多条校准曲线，校准曲线的线性非常好（R2系数为0.9994）。检测器响应与分析物之间存在强线性关系。
结论
本研究探讨了影响聚合物制剂中农药长期释放的各种因素，强调了这类制剂作为传统农业方法可持续替代品的潜力，因为它们具有环保性、极低的毒性和可控的释放特性。关键配方参数（如粘合剂类型、层状材料、吸附剂、交联剂浓度、保持时间、复合材料粒径等）对农药释放性能具有重要影响。
作者贡献声明
Samar Dhiman：撰写初稿、方法论设计、实验研究、数据整理。
Nasreen Ghazi Ansari：撰写修订稿、验证工作、监督实施、软件使用、资源协调、资金筹集。
Hemant Veer Jain：撰写初稿、数据可视化、结果验证、方法论设计、实验研究、数据分析、概念构思。
利益冲突声明
作者声明与手稿中讨论的主题或材料相关的任何组织或实体均无财务或非财务利益关系。
数据提供
数据可应要求提供。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者感谢CSIR-印度毒理学研究所（位于印度Lucknow）的领导层通过机构资金提供支持，感谢科学伦理委员会批准了这项研究，并感谢该研究所提供的中央分析设施（手稿编号IITR/SECC-PME/MSS/2025/046）。同时感谢少数民族事务部和大学拨款委员会通过NTA参考编号210510415660资助了这项研究。
