[发明专利]一种具有缓释功能的多孔水凝胶及其制备方法

说明书

本发明属于肥料制备技术领域，公开了一种具有缓释功能的多孔水凝胶及其制备方法，具有缓释功能的多孔水凝胶按照质量份数由玉米秸秆5～10份、氢氧化钠2～3份、改性剂3～4份、透明质酸2～3份、交联剂1～2份、引发剂1～2份、发泡剂3～4份、去离子水8～12份组成。本发明通过对玉米秸秆的预处理实现对玉米秸秆的净化，制备的水凝胶中掺杂的杂质少，对水凝胶性能的提升更有帮助；通过氢氧化钠水溶液对玉米秸秆进行碱煮实现提取液的获取，充分提取纤维素，得到的玉米秸秆提取物中纤维素含量更高；通过对水凝胶制备原料的球磨等处理实现水凝胶原料粒径的减小，提升水凝胶表层孔的数量，提高缓释效果。

技术领域

本发明属于肥料制备技术领域，尤其涉及一种具有缓释功能的多孔水凝胶及其制备方法。

背景技术

目前：玉米秸秆来源丰富，可再生，价格低廉，主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，含有多种官能团，如羟基、羧基等。这些官能团的存在，可以使玉米秸秆用于水凝胶的制备。玉米秸秆用作缓释肥料的载体施入土壤，可以增加土壤肥力，提高废物利用率，降低农业生产成本。已知将肥料负载在水凝胶中的方法，存在肥料容载率小、制备时间长或缓释效果差的问题。因此，寻找一种肥料容载量大，制备时间短，缓释功能强的保水缓/控释高吸水性树脂肥料的意义重大。

多孔性水凝胶是提高肥料容载量的一种方法，已知多孔性水凝胶多是采用发泡剂来形成材料内部的微孔，但这些微孔的大小、形状及分布都不能很好的控制，且微孔之间的连通率难以保证，影响水凝胶的吸肥率和缓释性，而基于快速成形原理的三维打印成形方法有望实现大孔、微孔共存的多级结构。但是现有技术中暂无使用玉米秸秆作为主要原料进行多孔水凝胶的制备的方案，缓释肥料中添加的缓释剂会破坏土壤肥力，无法实现土地的可持续利用。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中暂无使用玉米秸秆作为主要原料进行多孔水凝胶的制备的方案，缓释肥料中添加的缓释剂会破坏土壤肥力，无法实现土地的可持续利用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有缓释功能的多孔水凝胶及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种具有缓释功能的多孔水凝胶的制备方法，所述具有缓释功能的多孔水凝胶的制备方法包括以下步骤：

步骤一，进行玉米秸秆的预处理：将玉米秸秆进行清洗，洗净表面杂质，得到干净的玉米秸秆；将干净的玉米秸秆置于水中进行浸泡，将玉米秸秆充分浸透，后捞出玉米秸秆并对玉米秸秆进行晾晒，得到含水量为35～50％的玉米秸秆；

步骤二，进行氢氧化钠水溶液的配制：分别进行氢氧化钠粉末与去离子水的称取；将去离子水进行加热，保持沸腾状态继续进行1～2min加热，停止加热并晾凉至25～30℃；将氢氧化钠粉末溶于去离子水中，搅拌均匀，晾至室温，得到氢氧化钠水溶液；

步骤三，对玉米秸秆进行碱化处理：将晾晒处理后的玉米秸秆进行切段，将玉米秸秆段置于破壁机中进行打碎，得到玉米秸秆碎屑；将玉米秸秆碎屑与氢氧化钠水溶液混合，加热进行碱煮，碱煮结束后滤除玉米秸秆碎屑，滤液为玉米秸秆提取液；

步骤四，使用玉米秸秆提取液进行玉米秸秆提取物的制备：将玉米秸秆提取液置于减压浓缩机中，对玉米秸秆进行浓缩，得到玉米秸秆浓缩液；将玉米秸秆浓缩液置于干燥箱内进行干燥，得到玉米秸秆提取物；

所述将玉米秸秆浓缩液置于干燥箱内进行干燥，得到玉米秸秆提取物，包括：

(4.1)将玉米秸秆浓缩液置于干燥箱内，对玉米秸秆浓缩液的质量和浓度进行测定；

(4.2)设定预干燥的温度为55～65℃，预干燥的时间为20～30min；

(4.3)预干燥结束后，设定干燥温度为70～80℃，依据测定的玉米秸秆浓缩液的质量和浓度进行干燥时间的设定；

(4.4)对预干燥后的玉米秸秆浓缩液进行干燥，取出干燥产物；