[發明專利]一種光催化降解緩釋包膜肥料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710946702.2
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107602238A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王玉紅
• 申請（專利權）人: 王玉紅
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及肥料技術領域，尤其涉及一種光催化降解緩釋包膜肥料及其制備方法。

背景技術

中國肥料生產和消費約占世界的30%，而肥料平均利用率僅約為33%，肥料的流失不僅造成資源的巨大浪費，也給土壤、水源和大氣帶來嚴重污染。研究開發控緩釋肥料制備技術，降低肥料施用總量，是實現農業可持續發展的重要措施。

目前市場上銷售的絕大部分緩釋肥面臨著諸多問題，一是制備過程中容易產生大量溫室氣體，且不經控制排放到大氣中，造成空氣污染；二是包膜材料采用化學合成的不可降解高分子聚合物，這些難降解性高分子包膜材料極易殘留在農用土壤中造成土壤退化和嚴重的污染；三是肥料體積大，運輸和貯存不便；四是對于特殊土壤環境如酸堿、旱濕、部分元素缺乏的土壤以及具體作物的養分需求無有效針對。針對以上問題，高效、多功能和環境友好型包膜肥料的研發成為國內外包膜緩釋肥料研制和生產應用的重點發展方向。

硫化鋅是Ⅱ-Ⅵ族非常重要的寬帶隙半導體材料，作為光催化材料，它還具有綠色環保、成本低、化學穩定性好、電子-空穴對產率高等特性而被廣泛使用。尤其在有機污染物降解、抗菌除塵、催化吸附等領域具有極高的使用價值，對于肥料包膜材料以及土壤中的農藥、重金屬殘留的催化降解都具有理想的使用潛力。然而硫化鋅在光降解過程中，躍遷至導帶中的電子與價帶中留下的空穴很容易復合，降低了硫化鋅的催化降解能力，而且粉末態硫化鋅的循環催化利用效率比較低。

空心粉煤灰微珠是一種高二氧化硅含量的工業固體廢棄物，具有質輕、隔熱、介電常數低、耐高低溫、耐腐蝕、隔聲、抗壓強度高、分散性好、流動性好、熱穩定性好、防水防火等優異功能，應用于建材、橡膠、電子及復合材料等領域可以發揮其原料豐富、變廢為寶價格低廉的優勢。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種光催化降解緩釋包膜肥料及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種光催化降解緩釋包膜肥料，通過以下方法制備：

（1）將豆腐渣、養豬場糞尿和草木灰按質量比（18-20）：（45-48）：（6-7）混合投入發酵池中，加水并控制料水重量比為1：1.5-1.7，發酵6-8天，期間通過翻堆保持發酵堆內部溫度在45-50℃，之后加入0.03-0.05%重量的巴氏梭菌菌劑并補水至料水重量比為1：1.0-1.2，密封發酵堆，無氧發酵13-15天，完成后將發酵料取出，在32-36℃下低溫烘干并粉碎過60-70目篩備用；

（2）將玉米淀粉溶于9-10倍于其質量的水，加熱至70-90℃向其中加入0.2-0.5%質量分數的丙烯酸酯，200-300轉/分下攪拌20-30分鐘后冷卻至室溫，得包膜液備用；

（3）將石墨和高錳酸鉀按質量比1：6-7混合后在冰浴下以固液比1：18-22g/mL加入混合酸，再升溫至50-55℃并攪拌反應8-10小時，最后依次向反應產物中加入混合酸0.04-0.05倍體積的30%過氧化氫溶液和1-1.25倍體積的36%鹽酸溶液，攪拌反應90-120分鐘，完成后將產物離心并洗滌至中性，在50-60℃真空環境下干燥48小時以上，得到預處理氧化石墨備用；

（4）按重量份稱取空心粉煤灰微珠3-5份、預處理氧化石墨0.8-1份、二甲基亞砜20-22份、醋酸鋅0.05-0.08份，先取空心粉煤灰微珠置于20-25倍于其質量的水中，升溫至80-90℃攪拌均勻得到微珠懸浮液，再向其中加入預處理氧化石墨和二甲基亞砜，超聲分散后，加入醋酸鋅并再次進行超聲分散，之后將混合體系置于高溫反應釜中，在200-240℃下反應10-12小時，完成后將產物經離心水洗，在50-60℃真空環境下干燥至粉末狀態，得硫化鋅復合材料備用；

（5）將步驟1所得粉料和硫化鋅復合材料按質量比100：（0.5-1）混合后送入造粒機中造粒，再向勻速開放式包膜機中加入所得顆粒，再倒入步驟2所得包膜液，待包裹嚴實后停轉包膜機，將包膜顆粒肥料取出烘干后稱量、包裝，即得本發明肥料。

所述步驟1中豆腐渣、養豬場糞尿、草木灰的質量比為20：46：7。

所述步驟2中玉米淀粉使用前用氣流粉碎機粉碎2-3次，再于球磨機中球磨4-6小時，得到超微淀粉。

所述步驟3中混合酸由98%硫酸和85%磷酸按體積比(8-8.5):(1-1.5)混合而成。

所述步驟4中兩次超聲分散的條件依次為32-35kHz下超聲15-25分鐘以及25-26kHz下超聲5-10分鐘。

本發明的優點是：