[發(fā)明專(zhuān)利]一種包膜生物炭緩釋肥料的合成方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010883002.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112062632A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武占省;安雄芳;余兵;劉嘯塵;何艷慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C05G3/00
• 分類(lèi)號(hào): C05G3/00;C05G3/40;C05G5/30
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發(fā)明公開(kāi)了一種包膜生物炭緩釋肥料的合成方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1、制備共裂解生物炭基肥；制備天然材料薄膜的制備；天然材料薄膜的制備具體按照以下實(shí)施：將一定比例的蒸餾水、生物油和包膜材料加到三頸燒瓶中，在特定的速度下機(jī)械攪拌，直到形成乳液，得到天然材料薄膜；步驟2、將步驟1得到的共裂解生物炭基肥和天然材料薄膜混合均勻，加入到包膜機(jī)中，將其逐滴滴入5％的CaCl₂溶液中并持續(xù)攪拌，使得天然材料薄膜的制備均勻地包裹共裂解生物炭基肥，得到肥料顆粒，將所得肥料顆粒過(guò)濾并在烘箱中干燥、篩選，得到包膜生物炭緩釋肥料，具有緩釋性能、可降解的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)工程技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種包膜生物炭緩釋肥料的合成方法。

背景技術(shù)

在過(guò)去的幾十年里，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，化肥使用量顯著增加，而且隨著糧食需求的持續(xù)增長(zhǎng)，這一趨勢(shì)還將繼續(xù)。然而，大多數(shù)化學(xué)肥料由于其水溶性或揮發(fā)性，利用效果極差。以尿素為例，約70％的尿素流失到環(huán)境中，主要是由于它可以通過(guò)地表徑流和揮發(fā)從農(nóng)田中逸出或流失。另外，肥料的流失會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響，例如，湖泊或河流中的藻華，主要是由肥料流失引起的。為了減少肥料的損失、提高肥料的利用率，緩釋肥料越來(lái)越受到關(guān)注。因此，開(kāi)發(fā)一種緩釋肥料，以便更好地符合植物對(duì)養(yǎng)分的高效利用，同時(shí)減輕環(huán)境壓力，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。

緩釋肥料在解決傳統(tǒng)肥料的低利用效率和環(huán)境問(wèn)題方面的潛力引起了人們的極大興趣。到目前為止，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了各種緩釋肥料，包括包膜肥料、聚合物基質(zhì)肥料、吸附性肥料、生物炭肥料。對(duì)于這些緩釋肥料，必須將化學(xué)肥料附著在合適的載體或包衣材料上。近年來(lái)，生物炭作為富碳多孔物質(zhì)，因表面積大、結(jié)構(gòu)多孔、穩(wěn)定性強(qiáng)等獨(dú)特特性，成為最有前途的緩釋肥料載體材料之一。此外，生物炭成本低，對(duì)環(huán)境友好，而且可再生，這些理想的特性使其有更多的機(jī)會(huì)用于產(chǎn)業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，生物炭可以作為化肥的優(yōu)良載體，不僅可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分在土壤中的緩慢釋放，而且還可以改善土壤，如增強(qiáng)陽(yáng)離子交換能力和保水能力。例如，Zhao等研究了磷肥和生物質(zhì)的共熱解生產(chǎn)生物炭緩釋肥料，與原始生物炭相比，共裂解生物炭緩釋肥料具有更加緩慢的釋放速率。Lustosa Filho等人研究了家禽垃圾，磷酸鹽和鎂的共熱解過(guò)程，以合成適合熱帶土壤的生物炭緩釋肥料。

緩釋肥料，特別是聚合物包膜肥料作為一種新型肥料，可以顯著提高養(yǎng)分利用效率和作物產(chǎn)量。但是，有些材料的高成本和復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程限制了它們的工業(yè)化生產(chǎn)和在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。此外，有些以石油為基礎(chǔ)的合成涂層材料是由不可再生資源制成的。殘留的有機(jī)物是不可降解的，對(duì)土壤環(huán)境有潛在的危害。因此，發(fā)展可再生和低成本的涂層材料，以減少對(duì)環(huán)境的影響是必要和緊迫的。目前，可再生、可生物降解的涂層材料包括木質(zhì)素、纖維素、海藻酸鈉、纖維素、淀粉等，然而，這些肥料的使用壽命往往不到30天。因此，如何利用環(huán)保和可再生資源的材料，使得緩釋肥料的緩釋周期更加長(zhǎng)久，是我們一直追求的目標(biāo)。近期，Xie等人制備了一種超疏水生物聚合物包膜肥料，與未修飾的生物聚合物包膜肥料相比，其營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)分的緩釋性能要好得多，并且在各種條件下也具有出色的耐久性能。Qi等人報(bào)道了一種玉米蛋白包膜的多孔羧甲基淀粉肥料，其中磷被多孔羧甲基淀粉吸收，然后被玉米蛋白包裹。多孔羧甲基淀粉肥料在水中的P累積釋放在30天內(nèi)僅為18％，這證明了其出色的緩釋性能。然而，其釋放速率有些太低也不利于植物生長(zhǎng)，因此，開(kāi)發(fā)滿足植物生長(zhǎng)需要的緩釋速率恰當(dāng)?shù)木忈尫柿霞凹夹g(shù)是迫切需求的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種包膜生物炭緩釋肥料的合成方法，具有緩釋性能、可降解的特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種包膜生物炭緩釋肥料的合成方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、制備共裂解生物炭基肥；制備天然材料薄膜的制備；

天然材料薄膜的制備具體按照以下實(shí)施：將一定比例的蒸餾水、生物油和包膜材料加到三頸燒瓶中，在特定的速度下機(jī)械攪拌，直到形成乳液，得到天然材料薄膜；