[發(fā)明專利]一種淀粉?聚丙烯酸丁酯為載體的生物質(zhì)炭基緩釋肥料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710093538.5
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106892775A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商文芳
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽帝元現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資發(fā)展有限公司
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/00;C08F222/02;C08F220/56;C08F222/38;C08F2/44
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 陳其霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，具體涉及一種淀粉-聚丙烯酸丁酯為載體的生物質(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。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種淀粉-聚丙烯酸丁酯為載體的生物質(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，并且對環(huán)境友好、無污染、不影響土壤的酸堿性。

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13-24，高嶺土7-12，衣康酸6-10，丙烯酰胺4-8，硝酸鈰銨2-3，凹凸棒土3-6，N,N^，-亞甲基雙丙烯酰胺2-4，膨潤土6-11，腐殖酸7-9，沸石5-10，芽孢桿菌5-8，玉米淀粉4-7，丙烯酸丁酯3-6，偶氮二異丁腈1-2，NaOH溶液、蒸餾水適量。

一種淀粉-聚丙烯酸丁酯為載體的生物質(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. 將玉米淀粉1:10-15加入蒸餾水中，加熱糊化后冷卻至室溫，加入引發(fā)劑偶氮二異丁腈、丙烯酸丁酯，在紫外燈光照下聚合反應(yīng)2-3h，醇洗3-5次，過濾、干燥至恒重；

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。