[发明专利]肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质资源利用及生物质基新材料，涉及淀粉基材料及其制备，特别涉及一种肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料及其制备方法。本发明淀粉基材料适用于肥料缓释和土壤、水体重金属和放射性核素污染净化和生态修复体系中，市场前景广阔。

背景技术

经济迅速发展对能源的依赖程度越来越高，而主要能源—石油、煤炭等化石资源日趋枯竭，大力开发核能成为经济发展的必然要求。伴随核能利用,核污染尤其是放射性废水污染将会不断增加，核污染水体的净化处理将会成为未来核能利用必须妥善解决的问题；因此，核污染水体的净化技术研究对于有效治理放射性废水环境污染具有重要意义，也是核能工业可持续发展的前提和基础。

核污染水体的净化技术而言，传统方法主要有化学沉淀絮凝法、蒸发浓缩法、膜处理法、离子交换和吸附法等，这些方法，要么容易产生二次污染，要么能量消耗大、投入大、运行和维护费用高。由于植物、微生物及天然生物质材料对低浓度核素污染水体净化具有高效、低成本、治理和生态修复同步、富集核素的材料易处置等特点，近年来对植物、微生物及天然生物质材料用于放射性核素污染水体净化的研究非常活跃。为了开发高效、低成本核素污染水体的生物净化技术体系，生物质材料除了本身具有吸附富集放射性核素外，还应具备按植物、微生物生长规律为其缓慢提供营养因子的功能，即具有营养肥料缓释功能。

缓释肥料是结合现代植物营养与施肥理论和控制释放高新技术, 缓释材料是缓释肥料开发的关键所在。目前报道的国内外缓释肥料材料主要高表面活性矿物、有机聚合物和抑制剂3大类。高表面活性矿物是指具有较高的表面活性和较大比表面积的无机非金属矿物,通常包括层状结构的粘土矿物,如蒙脱石、高岭石、蛭石;层链状结构的粘土矿物,如海泡石、坡缕石等；架状结构的沸石族矿物以及硅藻土等。有机聚合物包括生物质及其改性材料如天然橡胶、木质素、淀粉、树脂胶、腐殖酸类物质、乙基纤维素、壳聚糖等和合成高分子材料如交联聚丙烯酰胺、醋酸乙烯乙酯等热塑性聚烯烃类以及热固性树脂等。在缓释材料的研发上,必须综合考虑控释效果、价格、环境等因素,选择控释效果好、价廉易得、环境友好型的材料,兼顾肥料效益、作物的经济效益及环境效益。基于上述原因，生物质材料作为缓释材料具有独特的优势，生物质材料具有来源广, 价廉易得、易被生物降解,环境友好等特点，是缓释肥材料中最具潜力的材料之一，市场前景非常广阔。现有技术中，对这类生物质缓释肥材料的研究报道还较少，尤其适于水生植物生长、放射性核素富集净化和肥料缓控释放生物质材料未见报道，因此，集肥料缓释与核素富集净化功能一体的生物质基质材料研发对核污染及重金属污染土壤和水体系统的净化和生态修复具有重要意义。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料及其制备方法。本发明利用丰富的天然可再生资源淀粉为原料，通过共混、挤塑、造粒制备得到的材料不仅可用做缓释肥料同时可以用于废水中放射性核素的吸附处理，开拓了淀粉资源利用新途径；为肥料缓释和放射性核素吸附提供了新材料。

本发明的内容是：一种肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料，其特征是：由淀粉1～99重量份、肥料1～99重量份、增塑剂0～50重量份、以及增强剂0～50重量份经熔融共混组成。

本发明的另一内容是：一种肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料，其特征是：由淀粉1～99重量份、肥料1～99重量份、增塑剂1～50重量份、以及增强剂0～50重量份经熔融共混组成。

本发明的另一内容是：一种肥料缓释与放射性核素富集的淀粉基材料，其特征是：由淀粉1～99重量份、肥料1～99重量份、增塑剂1～50重量份、以及增强剂1～50重量份经熔融共混组成。

本发明的内容及另一内容中：所述淀粉可以为玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或两种以上的混合物。

本发明的内容及另一内容中：所述肥料可以为尿素、硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙中的一种或两种以上的混合物。

本发明的内容及另一内容中：所述增塑剂可以为甘油、聚乙二醇、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二丁酯中的一种或两种以上的混合物。

本发明的内容及另一内容中：所述增强剂可以是聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚己内酯（等可降解聚酯）中的一种或两种以上的混合物；

所述聚丁二酸丁二醇酯的重均分子量为50000，所述聚乳酸的重均分子量为54000～120000，所述聚己内酯的重均分子量为60000～120000。