磁性Fe3O4纳米粒子由于体积小、比表面积大、具有表面效应和超顺磁性等优良特性从而在污水处理、生物医药、催化剂载体，能源储备等多领域得到了广泛的应用。但之前并没有农学领域相关应用进展的研究综述，因此本文综述了磁性Fe3O4纳米粒子及其复合材料在废水处理、农药检测及食品工业等农业相关方面的应用，并探讨了其未来的发展趋势，以期为Fe3O4纳米粒子在农业方面更好的应用与发展提供理论依据。
磁性Fe3O4纳米粒子由于体积小、比表面积大、具有表面效应和超顺磁性等优良特性，而在污水处理、生物医药、催化剂载体，能源储备等领域得到了良好的应用[1]。其制备方法通常有共沉淀法、水热法、溶胶凝胶法、多元醇法、声化学法、电沉积法和微乳液法等[2]。本文综述了磁性Fe3O4及其复合材料在农业方面的应用并探讨了其未来的发展趋势。
2.Fe3O4磁性纳米粒子及其复合材料的应用
2.1废水处理
2.1.1在染料废水中的应用
由于纺织、食品和塑料行业等工业的快速发展，导致越来越多的“染料废水”被排放到水体中，对水生生物和环境造成了严重的影响[3，4]。纳米四氧化三铁颗粒具有高化学稳定性、高矫顽力、低居里温度、低毒性，以及生物相容性等优点而被开发成为去除废水中有机分子的吸附剂介质[5]。
邹成龙等[6]为去除水中的亚甲基蓝（MB），以海藻酸钠（SA）为基结合Fe3O4及氧化石墨烯(grapheneoxide，GO)，制备了Fe3O4@SA/GO凝胶球。当MB质量浓度为100mg/L、温度为25℃、pH=9、吸附剂使用量为1.0g/L、吸附时长达到300分钟时，其去除率高达92.4%。陈杰等[7]将Fe3O4磁性纳米颗粒和Ni－Zn－Al－LDH进行复合，制得磁性核－壳Fe3O4@LDH纳米复合材料对甲基橙染料进行吸附，在60分钟时达到平衡，最大吸附量约为164mg/g，证明其吸附效果良好。高海荣等[8]以菹草为原料，制备Fe3O4/菹草磁性纳米材料，在最佳吸附条件下，对刚果红吸附率达96.8%，吸附量为4.84mg/g，计算为活性炭的1.91倍。王光华等[9]以改性硅藻土为载体，采用共沉淀法制备了磁性Fe3O4／硅藻土Fenton催化剂，对亚甲基蓝（MB）的降解性能进行实验。结果表明，当复合催化剂的投加量为0.12g、H2O2使用量为4mL、PH值为４、反应温度为25℃时，100mL模拟废水体系中MB的降解率达到98%。唐祝兴等[10]制得磁性沸石咪唑酯骨架结构材料（ZIF-7）用于修饰Fe3O4，最终得到Fe3O4@ZIF-7材料，对孔雀石绿溶液进行吸附。在pH=3，吸附剂用量为4mg，震荡时间90分钟时，对孔雀石绿溶液的吸附效果最好，表明该材料对孔雀石绿溶液有良好的吸附效果。邹佳祁[11]制备了三种有机功能化的Fe3O4＠SiO2磁性纳米复合材料Fe3O4＠SiO2－ＣＲ、Fe3O4＠SiO2－EDA，Fe3O4＠SiO2－EDA用于吸附水溶液中的亚甲基蓝（MB），在室温下的最大吸附量分别为31.44mg/g、43.15mg/g、46.24mg/g，表明三种材料对MB均有较好的吸附效果。常亮亮等[12]以Fe3O4和氧化石墨烯（GO）为原料，采用静电自组装法制备了Fe3O4/GO磁性复合材料，对在不同条件下亚甲基蓝（MB）的吸附性能进行实验。结果表明：在pH=９，吸附剂用量0.03g，MB的质量浓度30mg/L，反应温度303K的条件下，吸附时间为40分钟时吸附容量可达90.43mg/g。Yu等[13]合成了具有良好单分散性和规律性的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）多孔微球，在隧道中原位形成Fe3O4纳米颗粒，然后以重氮树脂（DR）包封得到PMMA@Fe3O4@DR磁性材料，经实验可以快速、方便地去除废水中的阴离子和芳香族染料，并能在恶劣环境下保持良好的磁性和吸附性能。XU等[14]将聚丙烯酸（PAA）成功地引入四氧化三铁表面合成Fe3O4@PAAPs，利用Fe3O4@PAAPs从水溶液中吸附以罗丹明6G(R6G)作为模型的碱性染料污染物。结果表明，该磁性吸附剂能有效地去除真实样品中的碱性染料。FAN[15]等以Fe3O4磁性粒子和活化的氧化石墨烯（GO）为材料，合成了磁性壳聚糖-氧化石墨烯(MCGO)，吸附溶液中的甲基蓝，经过4次重复后其吸附率仍可达到90%。SawsanDagher[16]等采用非热法和改进的Stober法将TiO2和SiO2分别与四氧化三铁纳米粒子相结合，制备了磁性光催化剂Fe3O4@TiO2NPs和Fe3O4@SiO2NPs，以亚甲基蓝(MB)为降解对象，研究了太阳照射下四氧化三铁和Fe3O4@Sio2NPs以及紫外线照射下Fe3O4@TiO2NPs的光催化活性。结果表明Fe3O4@Sio2NPs在太阳照射下对MB的降解效率高达97%高于四氧化三铁NPs（89%），且远高于Fe3O4@TiO2NPs在紫外线照射下的降解效率（56%）。因此，Fe3O4@Sio2NPs可广泛应用于有机污染物处理的几种环境应用中。L.Bai[17]等制备了石墨烯改性磁性聚吡咯纳米复合材料(Fe3O4@PPY/RGO)，并作为吸附剂去除溶液中的染料，吸附实验表明，Fe3O4@PPY/RGO对亚甲基蓝的吸附量可达270.3mg/g。与其他纳米颗粒吸附剂相比，所具有高度的灵活性，易于操作和回收。最重要的是，它易于分散，这使其在废水处理中具有潜在的应用潜力。Shan[18]等在分散的四氧化三铁悬浮液中，通过低饱和共沉淀制备了磁性Fe3O4/MgAL层状双氢氧化物(LDH)复合材料Fe3O4/MgAL-LDH，并进行了表征，用于去除水中的活性红(RR)、刚果红(CR)和酸红1(AR1）三种红色染料。结果表明其最大吸附量分别为97、253和92mg/g。说明制备的磁性Fe3O4/MgAL-LDH复合材料是红色染料RR、CR、AR1的有效吸附剂。Huang[19]等使用四氧化三铁作为核心和二氧化硅为外壳，制备出典型的核壳磁性纳米粒子，然后在其表面涂上聚乙烯亚胺（PEI），最终制备成聚乙烯亚胺改性磁芯壳Fe3O4(Fe3O4@SiO2/PEI)吸附水溶液中的甲基橙和刚果红。结果表明，在pH为4时，对甲基橙的吸附容量是231.0mg/g，pH为6时，对刚果红的吸附容量为134.6mg/g。表明Fe3O4@SiO2/PEI&l
