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一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12775834閱讀:333來源:國知局

本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域,具體涉及一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料,及其制備工藝。



背景技術(shù):

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國,由此而產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈,直接焚燒會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題,如水土流失、荒漠化等。而將農(nóng)作物秸稈在一定條件下,經(jīng)熱解得到生物質(zhì)炭固體產(chǎn)物,利用農(nóng)作物秸稈廢棄物制備成的生物質(zhì)炭在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中可以實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。

張偉在其碩士學(xué)位論文《水稻秸稈炭基緩釋肥的制備及性能研究》一文中,以水稻秸稈為原材料,通過連續(xù)熱解裝置制備生物質(zhì)炭,通過圓盤造粒制備生物質(zhì)炭基肥料。水稻秸稈經(jīng)40℃烘干至恒重,粉碎,投入熱解裝置中,加熱至400-600℃熱解,冷卻至室溫,制得水稻秸稈生物質(zhì)炭。將生物質(zhì)炭和尿素分別經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過40目篩,與高嶺土混合后置于圓盤造粒機(jī)中,啟動(dòng)圓盤造粒機(jī),將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速調(diào)至30r/min,轉(zhuǎn)盤傾角為45o,待肥料充分混勻后,用噴霧器將蒸餾水(15-20%)噴入混合,待成型后停止造粒,將制備的生物質(zhì)炭基尿素肥料從圓盤造粒機(jī)中取出,置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中,在40℃下供干至恒重,制得粒狀炭基緩釋肥料。但是存在吸水保水能力不足。

本發(fā)明以硝酸鈰銨為引發(fā)劑,以N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,衣康酸與丙烯酰胺接枝共聚制備了一種復(fù)合高吸水樹脂,具有良好的保水能力,凹凸棒土的加入改善了高吸水樹脂的抗鹽性。膨潤土能改善土壤的結(jié)構(gòu),提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力;同時(shí),膨潤土的加入也提高了高吸水樹脂的吸水率、保水性能及熱穩(wěn)定性;將其與腐殖酸、沸石、芽孢桿菌復(fù)合制備得到一種土壤改良劑,可用于調(diào)節(jié)土壤酸堿度、緩沖土壤值,進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料及其制備工藝,依照該工藝制備的肥料具有良好的緩釋性能、高吸水性高保水性、且具有一定的除草功能。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):

水稻秸稈33-45,尿素11-22,高嶺土6-12,衣康酸4-9,丙烯酰胺3-7,硝酸鈰銨2-5,凹凸棒土3-7,N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺3-6,膨潤土4-8,腐殖酸5-9,沸石3-6,芽孢桿菌4-7,丁草胺2-4,甲基丙烯酸1-3,乙二醇二甲基丙烯酸酯3-5,偶氮二異丁腈1-2,NaOH溶液、蒸餾水、乙腈適量。

一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料的制備方法,其特征在于,按以下步驟進(jìn)行:

a. 將水稻秸稈經(jīng)40-60℃烘干至恒重,用切割機(jī)進(jìn)行切割處理長度為5-10cm,投入連續(xù)熱解裝置中,升溫至400-600℃加熱炭化3-5h,過40-100目篩,冷卻至室溫,制得水稻秸稈生物質(zhì)炭;

b. 向衣康酸中1:2-5:20-30加入NaOH溶液、蒸餾水,攪拌均勻,加入丙烯酰胺、硝酸鈰銨,攪拌10-30min后,加入凹凸棒土,在30-40℃下超聲1-2h,通入氮?dú)猓尤隢,N,-亞甲基雙丙烯酰胺,持續(xù)攪拌,水浴加熱至60-70℃反應(yīng)3-5h,將所得樣品于70-80℃干燥,研磨粉碎,待用;

c. 將膨潤土與腐殖酸混合,1:5-10加入蒸餾水,攪拌均勻,調(diào)pH為8-9,加入沸石、芽孢桿菌,在25-45℃下超聲振蕩3-5h,冷凍干燥,研磨粉碎,過100-200目篩,待用;

d. 將丁草胺、甲基丙烯酸混合,1:10-20加入乙腈,振蕩2-3h,加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二異丁腈,充分搖勻,通入氮?dú)?,?0-70℃水浴中聚合反應(yīng)2-4h;

e. 將尿素經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過40-100目篩,與a中所得生物質(zhì)炭、高嶺土及b、c、d中所得物料混合后置于圓盤造粒機(jī)中,將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速調(diào)至30-40r/min,轉(zhuǎn)盤傾角為40-50o,待肥料充分混勻后,用噴霧器將10-20%的蒸餾水噴入混合,待成型后停止造粒,取出置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中,于40-50℃烘干至恒重,得到一種生物質(zhì)炭基緩釋肥料。

本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理如下:

(1)本發(fā)明以硝酸鈰銨為引發(fā)劑,以N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,衣康酸與丙烯酰胺接枝共聚制備了一種復(fù)合高吸水樹脂,具有良好的保水能力,凹凸棒土的加入改善了高吸水樹脂的抗鹽性。

(2)膨潤土能改善土壤的結(jié)構(gòu),提高土壤的保水抗旱、保肥增肥能力;同時(shí),膨潤土的加入也提高了高吸水樹脂的吸水率、保水性能及熱穩(wěn)定性;將其與腐殖酸、沸石、芽孢桿菌復(fù)合制備得到一種土壤改良劑,可用于調(diào)節(jié)土壤酸堿度、緩沖土壤值,進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例

一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料,由下述重量份(g)的原料制得:

水稻秸稈45,尿素22,高嶺土12,衣康酸9,丙烯酰胺7,硝酸鈰銨5,凹凸棒土7,N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺6,膨潤土8,腐殖酸9,沸石6,芽孢桿菌7,丁草胺4,甲基丙烯酸3,乙二醇二甲基丙烯酸酯5,偶氮二異丁腈2,NaOH溶液、蒸餾水、乙腈適量。

一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料的制備方法,其特征在于,按以下步驟進(jìn)行:

a. 將水稻秸稈經(jīng)50-60℃烘干至恒重,用切割機(jī)進(jìn)行切割處理長度為5-10cm,投入連續(xù)熱解裝置中,升溫至550-600℃加熱炭化3h,過100目篩,冷卻至室溫,制得水稻秸稈生物質(zhì)炭;

b. 向衣康酸中1:5:30加入NaOH溶液、蒸餾水,攪拌均勻,加入丙烯酰胺、硝酸鈰銨,攪拌30min后,加入凹凸棒土,在30-40℃下超聲2h,通入氮?dú)?,加入N,N,-亞甲基雙丙烯酰胺,持續(xù)攪拌,水浴加熱至60-70℃反應(yīng)3h,將所得樣品于70-80℃干燥,研磨粉碎,待用;

c. 將膨潤土與腐殖酸混合,1:10加入蒸餾水,攪拌均勻,調(diào)pH為8-9,加入沸石、芽孢桿菌,在35-45℃下超聲振蕩3h,冷凍干燥,研磨粉碎,過100目篩,待用;

d. 將丁草胺、甲基丙烯酸混合,1:15加入乙腈,振蕩2h,加入乙二醇二甲基丙烯酸酯、偶氮二異丁腈,充分搖勻,通入氮?dú)猓?0-70℃水浴中聚合反應(yīng)4h;

e. 將尿素經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過100目篩,與a中所得生物質(zhì)炭、高嶺土及b、c、d中所得物料混合后置于圓盤造粒機(jī)中,將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速調(diào)至30-40r/min,轉(zhuǎn)盤傾角為40-50o,待肥料充分混勻后,用噴霧器將15%的蒸餾水噴入混合,待成型后停止造粒,取出置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中,于40-50℃烘干至恒重,得到一種生物質(zhì)炭基緩釋肥料。

上述實(shí)施例制備的一種丁草胺印跡微球摻雜的生物質(zhì)炭基緩釋肥料的性能檢測結(jié)果如下所示:

該肥料中的氮素在埋入土壤中1、5和30天后釋放率分別為12%、25%和63%;吸水倍率達(dá)到427g/g,10d后保水率仍≥50%。

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