[发明专利]一种石墨烯-稀土复合肥及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯‑稀土复合肥及其制备方法，涉及农用肥料领域。一种石墨烯‑稀土复合肥是由0.1‑5重量份石墨烯‑稀土复合物及95‑99.9重量份复合肥组成的。此肥料具备稀土元素与石墨烯用于肥料的优点，可以起到增产、增加养分的吸收、提高作物对养分吸收的速度、提高植物抗逆性的作用。同时，此肥料的设计可减少稀土元素的流失，提高稀土元素的利用率。此肥料可广泛的适用于粮食作物、水果、蔬菜、经济作物等且应用场景广泛。

技术领域

本发明涉及农用肥料技术领域，具体地说，涉及一种石墨烯-稀土复合肥及其制备方法。

背景技术

化肥是重要的农业生产资料，是农业生产发展和国家粮食安全的重要保障。联合国粮农组织的资料显示，肥料对提高我国粮食生产能力的贡献率为45%-50%。然而我国的化肥利用率较低（约为35%）且每公顷施用量远高于世界发达国家水平，化肥浪费严重。目前我国使用的肥料主要有单质肥和复合肥两种，但单质肥施用效率低，土壤损坏大，浪费率高，所以高效、便捷、利用率高的新型复合肥正在快速发展中。

稀土元素是指化学元素周期表中的镧系等17种元素，其中轻稀土为镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕这七种稀土元素。早在1972年我国就将轻稀土元素用于肥料中，稀土元素是植物生长的生理调节剂，可以起到增产，增加养分的吸收，提高植物抗逆性的作用。石墨烯是一种新型的二维纳米材料，因为具有极大的表面积和极强的吸附性能，在肥料中可以起到缓释的作用，可极大地提高肥料的利用率。石墨烯还可以提高土壤的电动电位,增加土壤电位差，加速离子的传导，提高作物对养分吸收的速度, 提高作物生长速度，此外，还可促进植物光合作用。稀土和石墨烯用于肥料可以极大的提升肥料的效用，石墨烯-稀土新型肥料的研制是非常有必要的。

但是稀土元素不仅存在容易被土壤固定，不易被作物吸收，效率低的缺点，还有可能流失后对土壤造成污染。虽然有研究发现石墨烯可作为微量元素的载体起到很好的负载作用，如用于肥料领域，可知也可用做稀土元素的载体解决稀土元素的问题，极大地减少稀土元素的流失。但是目前含有石墨烯和稀土元素的肥料，都只是将石墨烯、稀土化合物与肥料简单混合，并未解决稀土元素用作肥料的问题，也未发挥石墨烯应有的载体作用，所以，一种能够将稀土和石墨烯能够有机结合的肥料应是石墨烯-稀土肥料的开发重点。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种石墨烯-稀土复合肥及其制备方法，将稀土元素与石墨烯复合，研制石墨烯-稀土复合肥，此肥料可以增加植物对养分的吸收，提高植物抗逆性的作用，提高产量，解决稀土元素流失等问题，为新型高效复合肥的发展提供了一条新路径。

为了实现上述目的本发明采用以下方案：提供一种石墨烯-稀土复合肥，它是由0.1-5重量份石墨烯-稀土复合物及95-99.9重量份复合肥组成。

所述的石墨烯-稀土复合物是由石墨烯及稀土氧化物制备的。

优选地，所述的石墨烯为氧化石墨烯、改性石墨烯、单晶石墨烯中的一种或多种；

优选地，所述的稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐和氧化铕中的一种或多种；

所述的石墨烯-稀土复合物制备方法包含以下步骤：

S1、将质量比为1：1-100:1石墨烯与氧化稀土球磨混合得石墨烯、稀土氧化物混合物；

S2、将S1中的石墨烯、稀土氧化物混合物放入等离子体设备中，抽真空至30-50Pa，通入反应气体至80-100Pa，调节放电功率为100-1000W，反应1-20min，得到石墨烯-稀土复合物；

优选地，步骤S1中，球磨转速为100-200r/min；

优选地，步骤S2中所述的等离子体设备为低压等离子体设备，

优选地，步骤S2中所述的反应气体为氨气、氮气、氢气、氩气中的一种或几种；

所述的复合肥包含以下质量分数的各元素：氮20%-40%、磷5%-25%、钾10%-40%；