[发明专利]一种具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备茶多酚修饰石墨烯：将氧化石墨烯和茶多酚加入到去离子水中，超声分散均匀后进行反应，待反应结束后，将反应产物进行离心分离、洗涤、干燥，即得到茶多酚修饰石墨烯；

(2)制备保水-缓释肥水凝胶：将茶多酚修饰石墨烯加入到去离子水中，超声分散均匀后加入引发剂过硫酸钾，进行搅拌活化，然后在0-5℃下缓慢加入丙烯酸、丙烯酰胺和磷酸钾胺基碳纳米管，用碱调节溶液的中和度为80-90％，加热搅拌均匀，再加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺进行反应3-5h，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤和透析纯化，即得到保水-缓释肥水凝胶。

2.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯和茶多酚的质量比为10:50-100。

3.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为50-80℃，反应时间为10-20h。

4.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，茶多酚修饰石墨烯、过硫酸钾、丙烯酸、丙烯酰胺、磷酸钾胺基碳纳米管和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为0.5-2:0.2-0.3:100:20-40:100-150:0.25-0.35。

5.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，活化时间为2-4h，加热温度为75-85℃。

6.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述磷酸钾胺基碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：

(a1)将羧基化碳纳米管超声分散在极性有机溶剂中，然后加入N'N-羰基二咪唑，在惰性气体气氛中，在40～80℃下搅拌反应3～6h，再加入氨基硅烷偶联剂，保持温度不变继续搅拌反应8～24h，反应完成后，将产物进行离心、洗涤，得到氨基化碳纳米管；

(a2)将氨基化碳纳米管加入到甲醛溶液中，在碱性条件下进行反应得到甲醇胺基碳纳米管，然后再加入磷酸二氢钾，即得到磷酸钾胺基碳纳米管。

7.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(a1)中，羧基化碳纳米管、N'N-羰基二咪唑和氨基硅烷偶联剂的质量比为1:0.1-0.5:5-20，所述羧基化碳纳米管为羧基化单壁碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管或羧基化多壁碳纳米管，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(a2)中，氨基化碳纳米管、甲醛溶液和磷酸二氢钾的质量比为50:50:40-100，所述甲醛溶液的质量分数为35-40％。

9.一种如权利要求1-8任一项所述制备方法得到的具有刚性结构的保水-缓释肥水凝胶。