[发明专利]一种土壤增氧剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及增氧材料技术领域，尤其涉及一种土壤增氧剂及其制备方法。

背景技术

几乎所有植物都需要能量和氧气生存，植物根系通过土壤溶液中的离子交换，获得营养，如氨在微生物作用下与溶解在水中的氧气反应生成亚硝酸和水，完成硝化过程，被根吸收。离子态吸收氧气的同时也需要能量的参与，提供给根部的呼吸作用和吸收营养物质，促进生长成熟。如果在土壤不通气情况下，氨基酸或酰胺氨化过程缓慢，影响植物生长。对土壤坚硬、翻耕时成块、不易翻松的板结土壤或沉淀快的砂土以及黄泥、黏泥土质，不能达到理想土壤透气性的要求，植物根部缺少氧气会妨碍植物根的呼吸作用。为促进植物生长成熟，传统做法是在植物生长期间进行人工翻松土壤，让空气进入土壤植物根部，种植量越大需要的劳动量也越大。如果在植物生长期间，使用增氧剂施浇植物根部，不但给根部提供氧气，同时也提供根所需热量，工作效率也很高。

二氧化钛作为一种具有光催化能力的半导体材料，以其高化学活性、强氧化能力，同时具有无毒和高稳定性的优点受到了广泛的关注。二氧化钛粒子在能量大于其半导体能带光子照射下会产生空穴，其对于土壤环境中的有机污染物具有强烈的氧化降解能力，是净化土壤环镜的优良功能材料，同时其光催化作用能促进增氧材料的氧气释放，具有良好的释氧调控作用。但是二氧化钛在实际应用中存在两个问题，一是二氧化钛的禁带较宽，只能吸收波长小于387nm的紫外光，而这部分光能仅占到达地面上太阳光能的4%，太阳能利用率很低，而人造紫外光源又具有耗电大、设备昂贵、稳定性差等缺陷，产业化前景不好，二是传统粉末态二氧化钛易产生颗粒团聚现象，影响光利用效率，综合起来其应用受到极大限制。

鉴于此，本发明针对土壤增氧问题，提出了高效利用二氧化钛制备土壤增氧剂的方法。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种土壤增氧剂及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种土壤增氧剂，通过以下方法制备：

（1）将过氧化氢均匀喷洒在过氧化钙表面并搅拌均匀，其中过氧化钙和过氧化氢的质量比为5：（2.5-3），之后将其碾成粉末备用；

（2）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700-800℃，炭化90-120分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/L氢氧化钠溶液按料液比1：4-5g/mL混合后浸渍30-40分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；

（3）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5-0.6的硼钛摩尔比混合后加入4-5倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7-8%的浓盐酸溶液和20-22%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，经超声处理后将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550-600℃，焙烧100-120分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；

（4）将步骤1所得粉末与步骤3所得二氧化钛粉末、稳定剂按质量比（9-10）：（1-1.5）：（0.2-0.3）混合后造粒并于38-42℃下烘干，得到增氧剂混合颗粒备用；

（5）将羟丙基甲基纤维素溶于水中，制成20-25%羟丙基甲基纤维素溶液后喷雾喷涂到步骤4所得增氧剂混合颗粒表面，其中羟丙基甲基纤维素溶液的质量为增氧剂混合颗粒质量的10%-20%，完成后将所得颗粒在38-42℃下烘干，即得本发明土壤增氧剂。

所述稳定剂为三乙醇胺、硫酸镁、氨基三亚甲基膦酸中的任意一种。

所述步骤3中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为（15-18）：（4-5）：（6-7）。

所述步骤3中超声条件为在400-450W功率下处理12-15分钟。

所述的土壤增氧剂的使用方法为将其均匀埋于土壤表层深10-30厘米处，每亩使用量为3-4千克。

本发明的优点是：