[发明专利]一种羟基磷灰石基底的纳米级缓释氮肥的制备方法有效

专利信息
申请号: 202010878165.4 申请日: 2020-08-27
公开(公告)号: CN112028698B 公开(公告)日: 2022-08-12
发明(设计)人: 李永;刘婷;李黄维;李自迁;张徐源;易心钰;闫文德 申请(专利权)人: 中南林业科技大学
主分类号: C05G3/40 分类号: C05G3/40;C05G5/12;C05C9/00;C01B25/32;B82Y40/00
代理公司: 长沙新裕知识产权代理有限公司 43210 代理人: 刘加
地址: 410000 湖南省长沙市天心区*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 羟基 磷灰石 基底 纳米 级缓释 氮肥 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种羟基磷灰石基底的纳米级缓释氮肥的合成方法,包括以下步骤:将纳米级尿素与高孔隙率的纳米级羟基磷灰石共同投入容器中,向容器中加入蒸馏水,搅拌至纳米级尿素全部溶解,用氨水调节溶液pH至7.6~8.6,再继续搅拌得到前驱液;使用真空抽滤机前驱液进行抽滤、收集产物,所得产物经干燥后得到纳米级缓释氮肥初品;将纳米级缓释氮肥初品置于圆形模具内,经加压、卸压、脱模后得到所述羟基磷灰石基底的纳米级缓释氮肥。本发明采用一步法在高孔隙率的纳米级羟基磷灰石表面和空腔内成功包被上纳米级尿素,实现了氮肥的动力学缓慢释放,保证氮素肥力稳定,有利于植物对肥力的吸收。

技术领域

本发明属于环保化肥技术领域,涉及一种羟基磷灰石基底的纳米缓释氮肥的合成方法。

背景技术

氮是植物生长最重要的元素之一,氮肥的施用在促进现代农业生产发展中发挥了重要作用,但较低的氮肥利用率造成了资源、能源的巨大浪费以及农产品和土壤、水体的重度污染。我国是世界上最大的氮肥生产国和消费国,但据研究统计,我国的氮肥利用率较低,主要作物对氮肥的当季利用率约为30%~35%,损失率平均达45%,氨挥发导致的损失可高达施氮量的40%~50%。氮肥最主要的损失途径表现为硝化与反硝化作用,占氮肥总施用量的34%。如何提高氮肥利用率、减少氮素损失、避免氮污染是各国发展可持续、高效农业所共同关注的问题。

利用不同的技术方法来提高肥料利用率是研究如何阻止或减少养分淋失问题中的核心,而缓释肥料又是解决这一核心问题的有效措施和重要手段。缓释肥料是指通过养分的化学复合或物理作用,使其对作物的有效态养分随着时间而缓慢释放的化学肥料,具有控释和缓释养分的双重功能,具有节省施肥劳力、节约成本、显著提高肥料利用率、减少NO3-渗漏及氮素挥发等优点。包膜肥料是缓释肥料的一种,是以颗粒化肥为核心,表面涂覆一层微水溶性的无机物或有机高分子聚合物,该物质利用薄膜孔径大小、化学或生物分解速度来控制养分释放速度,可改变肥料养分的溶出特性,延长或控制肥料养分释放,使其养分的释放与作物的需肥规律相协调的新型肥料。

目前,现有技术中缓释氮肥的制备方法主要有两种:一种是添加硝化抑制剂、尿素酶抑制剂、氮素稳定剂等,如添加DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐),这种方法不但成本较高,而且还有抑制土壤中有益菌活动的副作用,破坏土壤的微生态环境,影响土壤的高效持续使用,其本质是对自然环境的破坏;另一种方法是物理涂层法,这种涂层方式使缓释肥料有很好的疏水表面,但是当表面未破坏时,肥力不易释放,而在表层膜破坏后,肥力迅速释放,由于植物根系不可能迅速吸收所有释放的肥力,造成了含氮离子的挥发或反硝化而损失的肥力,因而不能达到缓释氮肥的有益效果,同时不利于植物长期生长过程中对氮肥的需求。

纳米材料具有较高的比表面积和体积比等特性,能极大细化材料与环境中生物组织接触的精确度和准确度,使得其在农业生产中有着较高的应用潜力,另外纳米肥料的生物活性高于常规材料,表现出较好的抑菌作用。

因此,针对上述问题,需要提供一种新型氮肥,来提高氮肥利用率、减少氮素损失、避免氮污染,并且提供一种步骤温和、生产工艺简单易行,可大规模生产的新型氮肥的合成方法。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供一种羟基磷灰石基底的纳米缓释氮肥的合成方法,实现氮肥的缓慢释放,解决了现有技术中存在的氮肥肥料利用率低等问题。

本发明所采用的技术方案是,一种羟基磷灰石基底的纳米级缓释氮肥的合成方法,包括以下步骤:

S10,将纳米级尿素与高孔隙率的纳米级羟基磷灰石共同投入容器中,向容器中加入蒸馏水,搅拌至纳米级尿素全部溶解,用氨水调节溶液pH至7.6~8.6,再继续搅拌100min~180min,得到前驱液;

S20,使用真空抽滤机对S10得到的前驱液进行抽滤、收集产物,所得产物经干燥后得到纳米级缓释氮肥初品;

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