随着农业科学的发展,农药在农业领域的应用越来越广泛,同时,其对环境的影响问题也愈发严重。提高农药的利用率、作用持久性成为当前农药控/缓释体系研究的重点。本文以农药控/缓释载体的制备以及提高对农药的控/缓释效果为研究目的,以天然高分子海藻多糖为原料制备水乳液、复合水凝胶农药控/缓释载体,并研究其对农药的缓释行为。以纳米Ti02为催化剂研究不同光催化Fenton体系对海藻酸钠降解的影响,并探讨其降解动力学模型。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、X射线衍射实验(XRD)对海藻酸钠降解产物进行结构分析。实验结果表明,纳米TiO2对海藻酸钠的催化降解具有促进作用,海藻酸钠在Fenton体系中催化降解反应级数n=0.51。超声降解、光催化降解之间具有相互协同效应,声光辅助Fenton体系对海藻酸钠的降解明显增强。随着催化剂TiO2含量增加,降解速率常数k降低,协同效应值先增大后降低再升高。降解产物结构分析表明在Fenton体系的强氧化作用下,海藻酸钠骨架糖苷键裂解,形成小分子片段结构分子量降低,分子内氢键减少;并且在自由基作用下海藻酸钠骨架部分C2-C3链发生断裂,形成分子内酯键。纳米TiO2辅助声光Fenton体系氧化降解为制备低分子量海藻酸钠提供了有效途径。以马尾藻为原材料,在微波辅助加热、酸体系作用下提取聚甘露糖醛酸(PM),以响应面优化法对提取工艺条件进行优化、分析各试验因素对聚甘露糖醛酸提取率的相互影响关系。通过拟合模型分析,三因素对PM提取率的影响效应依次为:酸浓度>反应温度>反应时间。最佳工艺条件:反应温度为80.50℃、反应时间为4.06h、酸浓度为17.65g/L,实验验证PM提取率为18.2%,与预测值基本相符。利用Ugi反应,在聚甘露糖醛酸羧基上接枝疏水烷基链,制得聚甘露糖醛酸衍生物(Ugi-PM),并配制Ugi-PM稳定载药水乳液,探讨了 Ugi-PM浓度对水乳液稳定性、释药性的影响。衍生物结构分析表明聚甘露糖醛酸疏水改性成功,烷基链接枝率为17.59%。水乳液稳定性测试结果表明,水乳液体系中Ugi-PM浓度增大,使得水乳液稳定性增强;当Ugi-PM浓度为0.5wt%时,水乳液稳定性最好。当Ugi-PM浓度过高,高分子聚合物导致乳液之间的桥连絮凝效应明显,使得乳液稳定性降低。乳液对功夫菊酯缓释效果表明,乳液稳定性越好药物在缓释体系中的缓释效果增强。通过自由基共聚反应、二价Ca2+螯合作用,制备共价交联、离子交联相互作用的海藻酸钠/聚丙烯酰胺/钠基蒙脱土复合水凝胶。水凝胶结构分析结果显示,海藻酸钠与聚丙烯酰胺链之间存在化学键交联,使得凝胶具有复杂的网络结构;并且蒙脱土进入水凝胶的网状结构,与凝胶的网络结构具有较好的交互作用。水凝胶X射线衍射、TEM结果显示,蒙脱土发生了剥离,层间距增大;SEM微观结构显示,蒙脱土含量增多,凝胶内部孔隙结构发生变化,润胀性能降低。凝胶润胀试验结果显示,凝胶的润胀作用属于Fickian扩散过程,蒙脱土含量增大,润胀性降低;蒙脱土在凝胶网络结构中与高分子链发生交联作用,限制了高分子聚合物分子链网状结构的润胀伸展作用,使得水凝胶的吸水润胀性显著降低;同时,对药物的缓释作用增强,使得药物从凝胶网络结构扩散到缓释体系中的阻力增大,从而使得水凝胶对药物具有更好的控/缓释效果。