CN102219609A - 一种增氧缓释肥及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种增氧缓释肥，其特征在于：所述肥料由有效量的过氧化脲—β-环糊精包合物、过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及β-环糊精组成；所述过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。本发明缓释肥含氧活性量高、可达17%～20%，且本发明产品施用后放氧持续、温和、稳定、可控制，100g(过氧化脲的净含量)可持续300h。本发明缓释肥放氧方式缓慢温和、稳定及活性度较强，消毒性强易消除盆景中的病中害，从而有效提高了盆栽植物正常存活率；同时本发明产品还具有室内增氧、消毒清洁作用，与目前报道的相关研究成果和市场供应的新产品比较，它具有无可比拟的优越性。
Description
技术领域
本发明系化学增氧兼缓释肥料领域，特别涉及一种适用于室内盆栽观赏植物的化学增氧兼缓释肥及其制备方法和应用。
背景技术
现有的缓释肥是将有效成分进行包膜达到缓释，而包膜层成分复杂、对土壤施用后有一定破坏力；若现有缓释肥被大面积施用后对土壤的这种影响被分散、土壤自身的调节功能可将这种破坏力慢慢消化，而若现有缓释肥被施用于盆景植物，因盆景土壤面积很小、那么这种对土壤的破坏力就被放大、对盆景土壤影响较大。
现有的盆栽花卉施肥以无机肥为主，肥效猛、不易掌握施用量，容易烧苗；而有机肥没有经过专门处理、易变质造成小环境污染；目前国内外在盆栽花卉中也有缓释肥的应用，使得肥效较稳定、对环境污染小，但总的来说其缓释效率还不够理想、同时现有缓释肥对盆景土壤破坏力大，易造成土壤板结、肥效下降等等问题。
盆栽花卉即作为室内装饰，同时其在生长过程通过光合作用释放的氧气对人体健康又起着非常积极的作用；目前国内外用于花卉盆景的缓释肥品种有很多，而即能起到有效的缓释作用又能积极释氧的缓释肥新品种尚未见公开报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包合物缓释肥，该缓释肥缓释效期长，同时还有着持续释氧、增加室内含氧量和消除室内化学异味的功用，特别适合用于室内盆栽花卉。
本发明的另一目的在于提供上述缓释肥的制备方法，该制备方法无溶剂残留、包合温度低，适合于湿、热敏感的过氧化脲的包合，且包合率高、包合物稳定，便于规模生产和推广。
本发明的又一目的在于提供上述缓释肥的施用方法。
本发明的目的是通过如下技术措施实现的：
一种增氧缓释肥，其特征在于：所述肥料由有效量的过氧化脲—β-环糊精包合物、过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及β-环糊精组成；所述过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
为了使本发明缓释肥施用后肥效迅速、同时又能保持肥效更加稳定持久，所述过氧化脲—β-环糊精包合物占89%-98.5%，过氧化脲及β-环糊精占1.5%-11%，以摩尔百分含量计。
优选地，本发明增氧缓释肥中，过氧化脲与过氧化脲—β-环糊精包合物中的过氧化脲之和：β-环糊精与过氧化脲—β-环糊精包合物中的β-环糊精之和=1：1，以摩尔比计。
更进一步优选地，本发明缓释肥是过氧化脲与β-环糊精通过超临界流体法包合制得,所述缓释肥中含过氧化脲—β-环糊精包合物、过氧化脲及β-环糊精；所述过氧化脲—β-环糊精包合物中过氧化脲为内核、β-环糊精为外层，其占92%-98.5%，过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)与β-环糊精占1.5%-8%，以摩尔百分含量计。
上述增氧缓释肥的制备方法，其特征在于：是将β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲进行包合反应；所述超临界流体法是以CO2为介质。
为了减少包合反应成本、提高包合率，本发明通入超临界流体CO2进行包合反应的温度优选为120-150℃、压力为13-18Mpa，反应6-8h。
具体地说，上述增氧缓释肥的制备方法，按以下步骤进行：
将摩尔比为1：1的β-环糊精与过氧化脲固形物混合均匀后加入反应器中；
在150℃、15MPa下, 保持超临界流体CO2流体通过氧化脲与β-环糊精的混合物6h，释放反应器压力，从上部分离出二氧化碳可供循环使用；从反应器下部得到包合物，经减压干燥后得到增氧缓释肥。处于超临界状态的CO2流体此处既是一种对β-环糊精与过氧化脲的混合物起溶解均质作用的载体(SCF)，又作为一种具有优越传质能力促进β-环糊精-过氧化脲包合过程进行的超临界流体(SCF)。
本发明增氧缓释肥的施用方法：
将本发明增氧缓释肥与MnO2按质量比为1:20混合作为药剂层，将所述增氧缓释肥与MnO2组成的药剂层置于花卉盆景的壤土层之上，培土层以下，按盆景正常浇水方式进行浇水；所述培土层为盆景用土，如赤玉土或爪哇火山岩。
每次浇水即有新生态氧[O]↑释放到室内空气中，同时包合物中尿素逐渐缓释出，起到长久肥效。增氧缓释肥的功效机理：本发明缓释肥含氧化脲(CO(NH2)2·H2O2)与β-环糊精形成的包合物，所述包合物为CO(NH2)2·H2O2进入β-环糊精空腔内被保护起来，当浇水时，少量H2O浸入β-环糊精空腔中，置换出部分H2O2，在MnO2的催化作用下分解生成水和新生态氧[O]↑，与此同时尿素CO(NH2)2也释放出，形成长久持续肥效。
过氧化脲的β-环糊精包合物水溶反应机理说明：
本发明具有如下的有益效果：
1、当为盆景浇水时，本发明缓释肥释放出新生态氧[O]↑,相当于负氧离子，不仅增加室内空气的含氧量，而且对人体有提神养精的作用，还能起到室内消毒作用，特别对刚装修的新房中的异味气体表消除作用；同时其缓释的尿素作为盆栽植物的肥料还提高了盆栽植物的存活率。
2、本发明缓释肥含氧活性量高、可达17%～20%，比常用的过碳酸钙，过碳酸钠、过硼酸钠，过硫酸钾及过硫酸铵（含氧量10%～14%，放氧0.5h～2h）等要高的多；现有的新型缓释肥，其中沸石包衣尿素及其复合肥只缓释尿素不放氧；过氧化脲一般持续6h～8h；而本发明产品施用后放氧持续、温和、稳定、可控制，100g(过氧化脲的净含量)可持续300h。本发明缓释肥放氧方式缓慢温和、稳定及活性度较强，消毒性强易消除盆景中的病中害，从而有效提高了盆栽植物正常存活率；同时本发明产品还具有室内增氧、消毒清洁作用，与目前报道的相关研究成果和市场供应的新产品比较，它具有无可比拟的优越性。
3、本发明缓释肥在催化和光化条件下，产生极强的氧化协同作用，此种反应不仅能消除水体中NO2、NH3、H2S等毒物，更重要的能降解室内空气中的苯胺类包括三苯胺甲烷（孔雀石绿）、硝基呋喃类（呋喃唑酮）、氟诺沙星（氟哌酸）以及甲醛和有机氯（三氯甲烷）等物质消除其异味。本发明缓释肥经过超分子包合处理后，用量少，效能高，较一般过碳酸钙和过碳酸钠要廉价得多。
4、本发明增氧缓释肥的制备方法无溶剂残留、包合温度低、产品无需干燥等特点，更适合于湿、热敏感的过氧化脲的包合，包合率高；整个过程易于实现自动化和规模生产。同时本发明施用方法简单、方便。
附图说明
图1：为本发明缓释肥的施用示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
以下所使用的方法如无特殊说明，均为常规方法；所用材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业得到。
实施例1
一种增氧缓释肥，由98%的过氧化脲—β-环糊精包合物、0.5%的过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及1.5%的β-环糊精组成，以摩尔百分含量计；其中过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。将该增氧缓释肥与MnO2按质量比为1:20混合作为药剂层，将所述增氧缓释肥与MnO2组成的药剂层置于花卉盆景的壤土层之上，培土层以下，按盆景正常浇水方式进行浇水，该缓释肥肥效快、在施用后10秒钟左右就有新生态氧[O] 释放，同时其肥效稳定、长久，其在100g(过氧化脲的净含量)持续了280h左右。
实施例2
一种增氧缓释肥，由95%的过氧化脲—β-环糊精包合物、4%的过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及1%的β-环糊精组成，以摩尔百分含量计；其中过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
实施例3
一种增氧缓释肥，由92%的过氧化脲—β-环糊精包合物、4%的过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及4%的β-环糊精组成，以摩尔百分含量计；其中过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
实施例4
一种增氧缓释肥，由98.5%的过氧化脲—β-环糊精包合物、0.5%的过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及1%的β-环糊精组成，以摩尔百分含量计；其中过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。将该增氧缓释肥与MnO2按质量比为1：20混合作为药剂层，将所述增氧缓释肥与MnO2组成的药剂层置于花卉盆景的壤土层之上，培土层以下，按盆景正常浇水方式进行浇水，该缓释肥肥效快、在施用后几秒钟就有新生态氧[O] 释放，同时其肥效稳定、长久，其在100g(过氧化脲的净含量)持续了300h。
实施例5
一种增氧缓释肥，由97%的过氧化脲—β-环糊精包合物、1%的过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及2%的β-环糊精组成，以摩尔百分含量计；其中过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
实施例6
一种增氧缓释肥，由89%的过氧化脲—β-环糊精包合物、1%的过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及10%的β-环糊精组成，以摩尔百分含量计；其中过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。将该增氧缓释肥与MnO2按质量比为1：15混合作为药剂层，将所述增氧缓释肥与MnO2组成的药剂层置于花卉盆景的壤土层之上，培土层以下，按盆景正常浇水方式进行浇水，该缓释肥肥效快、在施用后5分钟有新生态氧[O] 释放，同时其肥效稳定、长久，其在100g(过氧化脲的净含量)持续了120h左右。
实施例7
一种增氧缓释肥，是将摩尔比为1：1的过氧化脲与β-环糊精通过超临界流体法包合制得，其中过氧化脲—β-环糊精包合物占90%、过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)占 6%及β-环糊精占4%，以摩尔百分含量计；过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
实施例8
一种增氧缓释肥，是将摩尔比为1：2的过氧化脲与β-环糊精通过超临界流体法包合制得，其中过氧化脲—β-环糊精包合物占89%、过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)占 5%及β-环糊精占6%，以摩尔百分含量计；过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
实施例9
如实施例1的增氧缓释肥的制备方法，将配成溶液状态的β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，以CO2为介质采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲进行包合反应。
实施例10
如实施例2的增氧缓释肥的制备方法，将固体的β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，以CO2为介质采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲在温度为120-150℃、压力为13-18Mpa下，反应6-8h进行包合反应。
实施例11
如实施例4的增氧缓释肥的制备方法，将固体的摩尔比为1：1的β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，以CO2为介质采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲在温度为150℃、压力为15Mpa下，反应6h进行包合反应，释放反应器压力，从上部分离出二氧化碳可供循环使用；从反应器下部得到包合物，经减压干燥后得到增氧缓释肥。
实施例12
如实施例6的增氧缓释肥的制备方法，将固体的摩尔比为2：1的β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，以CO2为介质采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲在温度为120℃、压力为13Mpa下，反应7h进行包合反应，释放反应器压力，从上部分离出二氧化碳可供循环使用；从反应器下部得到包合物，经减压干燥后得到增氧缓释肥。
实施例13
如实施例5的增氧缓释肥的制备方法，将固体的摩尔比为0.5：1的β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，以CO2为介质采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲在温度为130℃、压力为18Mpa下，反应8h进行包合反应，释放反应器压力，从上部分离出二氧化碳可供循环使用；从反应器下部得到包合物，经减压干燥后得到增氧缓释肥。
实施例14
如实施例7的增氧缓释肥的制备方法，将配制成溶液的β-环糊精与过氧化脲混合后加入反应器中，以CO2为介质采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲在温度为135℃、压力为16Mpa下，反应5h进行包合反应，释放反应器压力，从上部分离出二氧化碳可供循环使用；从反应器下部得到包合物，经减压干燥后得到增氧缓释肥。将该增氧缓释肥与MnO2按质量比为1：23混合作为药剂层，将所述增氧缓释肥与MnO2组成的药剂层置于花卉盆景的壤土层之上，培土层以下，按盆景正常浇水方式进行浇水，该缓释肥肥效快、在施用后2分钟有新生态氧[O]释放，同时其肥效稳定、长久，其在100g(过氧化脲的净含量)持续了200h左右。
Claims (9)
1.一种增氧缓释肥，其特征在于：所述肥料由有效量的过氧化脲—β-环糊精包合物、过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)及β-环糊精组成；所述过氧化脲—β-环糊精包合物是以过氧化脲为内核、β-环糊精为外层。
2.如权利要求1所述的缓释肥，其特征在于：所述过氧化脲—β-环糊精包合物占89%-98.5%，过氧化脲及β-环糊精占1.5%-11%，以摩尔百分含量计。
3.如权利要求1或2所述的缓释肥，其特征在于：所述过氧化脲与过氧化脲—β-环糊精包合物中的过氧化脲之和：β-环糊精与过氧化脲—β-环糊精包合物中的β-环糊精之和=1：1，以摩尔比计。
4.如权利要求1或3所述的缓释肥，其特征在于：所述缓释肥是过氧化脲与β-环糊精通过超临界流体法包合制得,所述缓释肥中含过氧化脲—β-环糊精包合物、过氧化脲及β-环糊精；所述过氧化脲—β-环糊精包合物中过氧化脲为内核、β-环糊精为外层，其占92%-98.5%，过氧化脲(Perurea：CO(NH2)2·H2O2)与β-环糊精占1.5%-8%，以摩尔百分含量计。
5.如权利要求1～4任一项所述缓释肥的制备方法，其特征在于：是将β-环糊精与过氧化脲同时加入反应器中，采用超临界流体法将β-环糊精、过氧化脲进行包合反应；所述超临界流体法是以CO2为介质。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：通入超临界流体CO2进行包合反应的温度为120-150℃、压力为13-18Mpa，反应时间为6-8h。
7.如权利要求5所述的制备方法，按以下步骤进行：
将摩尔比为1：1的β-环糊精与过氧化脲固形物混合均匀后加入反应器中；
在150℃、15MPa下, 保持超临界流体CO2流体通过氧化脲与β-环糊精的混合物6h，释放反应器压力，从上部分离出二氧化碳可供循环使用；从反应器下部得到包合物，经减压干燥后得到增氧缓释肥。
8.如权利要求5～7任一项所述制备方法制得的缓释肥的施用方法，其特征在于：将所述缓释肥与MnO2按质量比为1:20混合作为药剂层，将所述缓释肥与MnO2组成的药剂层置于花卉盆景的壤土层之上，培土层以下，按盆景正常浇水方式进行浇水。
9.如权利要求8所述的施用方法，其特征在于：所述培土层为盆景用土，如赤玉土或爪哇火山岩。
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