CN102249797A - 一种以改性沸石为载体的缓释材料及制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以改性沸石为载体的缓释材料及制备方法和用途，按质量百分比计，由改性沸石94％-98％、壳聚糖1％-3％、丙烯酰胺1％-3％组成，改性沸石制备方法是将天然沸石经200℃-400℃高温处理1.5h-3h，破碎筛分后，同时用0.5-2mol/l的盐酸浸泡0.5-2h进行骨架脱铝；将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至200目-300目的细微粉体，制得改性沸石；将94％-98％改性沸石添加1％-3％壳聚糖、1％-3％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。将缓释材料按照占肥料质量比为5％-20％的比例添加于肥料中，制取环境友好型缓释肥料。该缓释肥料在土壤中养分释放速度降低，肥效周期长，对环境和水体的污染减少，并且具有良好的保水松土、防止土壤板结等功能。

Description

一种以改性沸石为载体的缓释材料及制备方法和用途

技术领域

本发明涉及与植物营养有关的矿物材料领域，特别是涉及一种以改性沸石为载体的缓释材料及制备方法和用途。

背景技术

由于我国几十年来(特别是近十几年)化肥使用品种单一和片面的认为要增产，只要多施肥，致使施肥用量盲目递增，已达到资源、环境、生态难以接受的程度。我国耕地面积不到世界的10％，而化肥消费量已占到世界用量的三分之一以上。然而，目前我国肥料利用率非常低，常规化肥的肥效只有30％左右，造成的资源、能源浪费和环境污染问题已日益突出。农民每年购买化肥费用高达1300亿元，在农业生产资料投资中占相当大比重。但其收益却极不相称：研究表明，我国化肥当季利用率很低，氮、磷、钾肥分别为30-35％、10-25％、35-50％，其中氮肥用量最大(2880万吨)，累计利用率也最低。

化肥有效成分的流失，一是造成损失惊人，每年折合人民币高达1000多亿元，相当于全国1000多家化肥企业的产量白白倒进地里。二是严重污染环境，农田当季未回收的氮素50-60％进入水体和大气，据估计，流入河、湖中的氮素约有60％来自化肥，直接导致水体富营养化，引起藻类疯长、水质恶化、水生生物死亡；残留在农田中，致使土壤板结变硬，有害物质严重超标；渗入地下，造成地下水大面积硝态氮超标。

国家中长期科学与技术发展规划纲要其中第6个优先主题为环保型肥料创制和生态农业，重点研究开发环保型肥料、农药创制关键技术，专用复(混)型缓释、控释肥料及施肥技术与相关设备。缓控释肥已列为国家中长期科学技术发展计划的优先主题。

我国的缓控释肥从原理上来看主要有两种即包膜型(分为硫包衣、树脂包衣、肥包衣和废弃物包衣肥料等)和稳定型(抑制剂型)，包膜型缓/控释肥料成本较高，而且多采用硫磺、石蜡和高分子树脂，对环境的污染较大。稳定型包膜材料采用硝化抑制剂和脲酶抑制剂等工艺和市场不够成熟。

关于沸石为载体做缓控失材料的有不少报道，利用沸石的晶体结构和高度阳离子交换能力，可作为缓控释的优良基料。天然沸石为一族架状构造的含水铝硅酸盐矿物，沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道。但是单纯的采用沸石作为缓控释材料用作肥料的载体效果并不好，需要对沸石进行物理和化学改性，并添加一定量的复配材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种以改性沸石为载体的缓释材料及制备方法和用途，以改性沸石为载体的环境友好型缓释材料用于肥料的缓控释领域。添加该缓释材料的缓控释肥料具有养分利用率高，肥效持久，并且能有效的减少环境面源污染，并且具有蓄水松土，防止土壤板结等功能。

本发明是通过以下技术方案实施的：

一种以改性沸石为载体的缓释材料，按质量百分比计，其特征在于：由改性沸石94％-98％、壳聚糖1％-3％、丙烯酰胺1％-3％组成。

所述改性沸石的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)将天然沸石经200℃-400℃高温处理1.5h-3h，破碎筛分后，同时用0.5-2mol/l的盐酸浸泡0.5h-2h进行骨架脱铝；(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至200目-300目的细微粉体，制得改性沸石。

一种以改性沸石为载体的缓释材料的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将天然沸石经200℃-400℃高温处理1.5h-3h，破碎筛分后，同时用0.5-2mol/l的盐酸浸泡0.5h-2h进行骨架脱铝；(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至200目-300目的细微粉体，制得改性沸石；(3)将94％-98％改性沸石添加1％-3％壳聚糖、1％-3％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。

将上述制得的缓释材料按照占肥料质量比为5-20％的比例添加于肥料中。

本发明与现有技术相比，其优点主要包括：

1、采用天然矿物材料沸石为载体，与硫磺、石蜡、树脂等常用的包膜材料比较，对环境无副作用，属于环境友好型材料；

2、沸石经过粉体设备研磨200目-300目后，具有较大的比表面积和较强的静电场，能够固定肥料，减缓肥料养分释放速率，提高肥效；

3、沸石改性后与壳聚糖、丙烯酰胺复配后，吸附性能和胶体性能增强，在土壤中遇水时形成微米到纳米尺度的内置网，对化肥营养元素进行“包裹”和水肥耦合，达到缓慢释放、减少流失、提高化肥利用率的作用；

4、沸石中含有微量元素，有利用农作物的生长发育。

本发明以改性沸石为载体的环境友好型缓释材料可以大规模的进行工业生产，应用于肥料行业，能有效的降低肥料在土壤中养分释放速度降低，肥效周期长，对环境和水体的污染减少，并且具有良好的保水松土、防止土壤板结等功能。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

一种以改性沸石为载体的缓释材料制备包括以下步骤：

(1)天然沸石经200℃高温处理2h，破碎筛分后，同时用0.5mol/l的盐酸浸泡2h进行骨架脱铝；

(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至200目的细微粉体；

(3)按照质量百分比，将97％改性沸石细微粉体添加1％壳聚糖、2％丙烯酰胺混合均匀制得环境友好型缓释材料。

实施例2：

一种以改性沸石为载体的缓释材料制备包括以下步骤：

(1)天然沸石经250℃高温处理1.5h，破碎筛分后，同时用1mol/l的盐酸浸泡1h进行骨架脱铝；

(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至250目的细微粉体；

(3)按照质量百分比，将95％改性沸石细微粉体添加2％壳聚糖、3％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。

实施例3：

一种以改性沸石为载体的缓释材料制备包括以下步骤：

(1)天然沸石经300℃高温处理3h，破碎筛分后，同时用2mol/l的盐酸0.5h浸泡进行骨架脱铝；

(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至300目的细微粉体；

(3)按照质量百分比，将96％改性沸石细微粉体添加3％壳聚糖、1％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。

实施例4：

一种以改性沸石为载体的缓释材料制备包括以下步骤：

(1)天然沸石经350℃高温处理2h，破碎筛分后，同时用2mol/l的盐酸1h浸泡进行骨架脱铝；

(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至300目的细微粉体；

(3)按照质量百分比，将98％改性沸石细微粉体添加1％壳聚糖、1％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。

实施例5：

一种以改性沸石为载体的缓释材料制备包括以下步骤：

(1)天然沸石经400℃高温处理2h，破碎筛分后，同时用2mol/l的盐酸1h浸泡进行骨架脱铝；

(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至300目的细微粉体；

(3)按照质量百分比，将94％改性沸石细微粉体添加1％壳聚糖、1％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。

上述实施例4所得的改性沸石为载体的缓释材料，按照占肥料质量比为10％的比例加入肥料造粒工艺中，与未加缓释材料的普通肥料相比，平均养分利用率比普通肥料提高11％-22％。其中氮素利用率提高10-20百分点，磷利用率5-15百分点、钾的利用率提高15-30百分点。

Claims (4)

1.一种以改性沸石为载体的缓释材料，按质量百分比计，其特征在于：由改性沸石94％-98％、壳聚糖1％-3％、丙烯酰胺1％-3％组成。

2.根据权利要求1所述的以改性沸石为载体的缓释材料，其特征在于：所述改性沸石的制备方法，按以下步骤进行：

(1)将天然沸石经200℃-400℃高温处理1.5h-3h，破碎筛分后，同时用0.5-2mol/l的盐酸浸泡0.5h-2h进行骨架脱铝；(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至200目-300目的细微粉体，制得改性沸石。

3.根据权利要求1所述的以改性沸石为载体的缓释材料的制备方法，按质量百分比计，其特征在于按以下步骤进行：(1)将天然沸石经200℃-400℃高温处理1.5h-3h，破碎筛分后，同时用0.5-2mol/l的盐酸浸泡0.5h-2h进行骨架脱铝；(2)将酸处理后的沸石干燥后用粉体设备研磨至200目-300目的细微粉体，制得改性沸石；(3)将94％-98％改性沸石添加1％-3％壳聚糖、1％-3％丙烯酰胺混合均匀制得缓释材料。

4.根据权利要求1所述的以改性沸石为载体的缓释材料按照占肥料质量比为5-20％的比例添加于肥料中。