[发明专利]一种利用制革废皮边角料制备具有磷肥缓释功能的农用保水剂的方法

说明书

本发明提供一种利用制革废皮边角料制备具有磷肥缓释功能的农用保水剂的方法，主要包含以下步骤：(1)将制革废皮边角料进行预处理并干燥、粉碎；(2)利用含磷酸的酸液水解步骤(1)所得；(3)配置经中和的丙烯酸溶液；(4)将AMPS与步骤(3)所得混合配置单体混合液；(5)将步骤(4)所得与步骤(2)所得混合，并加入尿素、交联剂、引发剂，微波处理至凝胶态，干燥、粉碎处理；(6)将步骤(5)所得经铁离子螯合，即得。所制得的农用保水剂具有生物降解性、高吸水倍率、长时间磷肥缓释功能的特点。

技术领域

本发明属于农用肥料及保水剂技术领域，具体涉及一种利用制革废皮边角料制备具有磷肥缓释功能的农用保水剂的方法。

背景技术

中国是农业大国，同时也是当今世界最大的化肥生产国和消费国，化肥约占农业生产总支出的50％，对粮食增长的贡献率为46.3％，但数据显示，中国化肥利用率较低，虽然化肥使用量占世界近30％，但化肥利用率比发达国家60％以上的利用率低约30％，因此平均单位面积施化肥量是世界平均值的3倍多。其中，中国化肥利用率中氮约为30％～35％、钾约为35％～50％、磷约为10％～20％，而含磷化肥的过量施用所造成的磷污染是引起水体富营养化的重要原因，在磷肥的使用过程中，磷流失可引起水体富营养化、重金属污染及放射性物质的累积等问题，这些都对人类的身体健康构成了严重的威胁。因此，提高磷肥利用率，减轻其对环境的污染，发展可持续高效农业已成为中国农业的重点问题，其中采用缓控释肥料是解决这一问题的有效途径。

水是另一个制约农业发展的重要因素。中国是一个水资源十分短缺的国家，人均水资源仅为世界平均值的1/4，同时也是世界上水土流失最严重、沙漠化面积最大的国家。高吸水性树脂是一种新型功能髙分子材料,它含有各种大量的-COOH、-OH及-NH₂等亲水基团，这些亲水基团在适量引发剂的作用下，通过与大分子碳链之间的适度交联而形成三维网络结构，网络结构形成后有很强的吸水能力，具有可重复利用的性能，能反复吸水、放水，绝大部分水分都可被植物所利用。这些特殊的化学成分、物理结构和吸水保水性能,使其在农田抗旱、改善土壤、保肥增效、作物保苗等方面具有广阔的应用前景,是一种新型的土壤改良剂和农业抗旱节水材料。由于高吸水性树脂在农林业上具有这些优异性能,因此,将其与肥料相结合制备具有吸水保水功能的农林用缓释肥料,具有减缓肥料释放速率，有效提升化肥利用率，降低资源损失，将环境污染降到最低的作用，为新型肥料研究提供了新方向。

在此基础上，从土壤环境的角度而言，为避免二次污染，“可降解”的概念也渐渐被人们关注。单纯的保水缓\控释肥已不能满足农业生产的需求，开发可降解保水缓\控释肥具有巨大的经济效益、社会效益和环境效益。制革废皮边角料作为皮革工业中鞣制、修边、削匀等产生的固体废弃物，其胶原蛋白占95％以上，胶原是可被微生物生长利用的天然产物，在一定条件下，它能与含有不同种类亲水官能团化合物接枝共聚成为新的大分子基、可生物降解的功能高分子材料。

申请人在先授权专利201510420786.7公开了一种“从制革废皮边角料制备具有氮和钾化肥缓释功能的农用保水剂的制备方法”，其技术内容是采用“一锅法”，以丙烯酸、马来酸酐为单体，混合氮、钾溶液，从制革边角料制备具有氮和钾化肥缓释功能的农用保水剂，制成的保水缓释化肥具有优异的保水保肥性能，其吸去离子水倍率为900g/g～2500g/g，钾离子含量在15％～25％，总氮含量在5％～10％，同时具有生物降解性。

但相对于研究缓释功能领域较为成熟的含氮、钾化肥，目前未见相关文献报道利用制革废皮边角料制备具有磷肥缓释功能的农用保水剂，同时若直接采用上述技术制备具有磷化肥缓释功能的农用保水剂，其磷肥释放在短时间内就达到稳定，释放速率较快，不具有长时间缓释功能。

为了同时提高水资源和磷化肥的利用率，减少磷流失而造成的经济损失和环境污染，因此，若有一种具有生物降解性、高吸水倍率，且磷肥的缓/控释效果好的含磷肥农用保水剂，对提升磷化肥利用率和解决农业面源污染具有重要意义。

发明内容