CN105130586A - 一种糖醇螯合纳米有机硒肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，将自然界的低含量的硒矿石通过高温蒸馏提纯获得硒含量较高的纯硒，再将纯硒煅烧制备二氧化硒，然后采用两步固相合成法制备纳米硒，并将制备的纳米硒用糖醇进行螯合，螯合后进行超声波处理，最终获得作物根基和叶面都可以吸收的糖醇螯合纳米有机硒肥料。本发明还提供一种上述制备方法制备得到的糖醇螯合纳米有机硒肥料。采用本发明生产的糖醇螯合纳米有机硒肥料，纳米硒颗粒均匀，平均粒径约35nm，粒度较小，理化性质稳定，作物可以直接通过叶面或根际吸收和转化，吸收和转化率高，作物当季可实现富硒水平，可以大大节省硒的投入量，降低富硒作物种植成本。

Description

一种糖醇螯合纳米有机硒肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于功能性肥料技术领域，具体涉及一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，本发明还涉及一种上述制备方法制备得到的糖醇螯合纳米有机硒肥料。

背景技术

硒用作动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素。硒在自然界的存在方式分为两种：无机硒和植物活性硒；硒能直接作用于病毒，抑制病毒在体内的复制，并能参与细胞的修复，预防多种病毒性疾病(如乙肝、心炎等)。硒能中和或转化自由基的物质，抗氧化，从而祛除自由基对人体的损害，有延缓衰老的作用。硒具有和胰岛素相同的作用，可以不依赖胰岛素来调节体内糖份，可以延缓、减轻、防止糖尿病并发症的产生。硒是癌细胞的杀伤剂，能减轻放、化疗的毒副作用，降低抗癌药物对肾、骨髓和肠胃的毒性，缓解患者的病痛。硒与污染食物、蓄积体内的铅、汞、镉等重金属有很强的亲和力，与其结合形成硒-金属-蛋白质复合物，直接排出体外，起到解毒排毒的作用。

目前的国内外研究表明，人体通过从食物中获取天然有机硒进行补硒是最安全可靠的补硒可靠的补硒方式，而作物通过根际吸收转化形成的有机硒是最安全的。

硒元素是一种全球性的稀缺资源，聚集度低，价值昂贵，传统含硒肥料作物当季吸收利用率低，造成极大浪费。

目前市场上常见的含硒肥料，主要分为叶面喷施和根际吸收两类，都有其明显的不足之处：其一，叶面喷施类的含硒肥料如亚硒酸钠，需在作物生长周期内喷施3次以上(遇到阴雨天气须增加喷施次数)，当季的作物才能够达到富硒水平，补硒和用工成本较高，投入产出比相对比较低，而且如果作物未能充分吸收和转化，生产的富硒作物存在较大的安全隐患(亚硒酸钠有剧毒，口服1克可致人死亡，且会对水稻等作物产生烧苗等现象)。其二，根际吸收类的含硒肥料，当季作物仅能够达到含硒水平，很难达到富硒水平；作物根基吸收并将硒元素转变为有机硒过程相对比较缓慢，周期较长；而且由于吸收利用率较低，存在较大的浪费现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，解决了现有技术中存在的传统叶面喷施类含硒肥料的成本较高且存在安全隐患、传统含硒肥料的根际吸收缓慢和利用率低的问题。

本发明的另一目的是提供一种糖醇螯合纳米有机硒肥料。

本发明所采用的第一技术方案是，一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备二氧化硒：将硒矿石进行恒温蒸馏，连续蒸馏两次，制备硒含量≥99％的纯硒；将纯硒在自然环境条件下进行煅烧，获得二氧化硒；

步骤2、预处理：将二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸研磨成400目以上的粒度；

步骤3、制备纳米硒：将研磨后的二氧化硒和氯化钠加入反应釜进行搅拌混合；再加入抗坏血酸并搅拌混合和震动，将上述经混合搅拌均匀的二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸用输送带输送到真空干燥机进行干燥处理，制备得到粒径为10～30nm的红色纳米硒；

步骤4、将上述制备得到的红色纳米硒用糖醇进行螯合，加入氨基酸，并进行超声处理，制备得到糖醇螯合纳米有机硒肥料。

进一步地，步骤1中恒温蒸馏条件为：温度≥300℃，真空度＜30Pa，时间为12-15分钟。

进一步地，步骤3中二氧化硒和氯化钠按照摩尔比为1﹕2-1:6；所述二氧化硒与抗坏血酸的摩尔比为1:1-1:3。

进一步地，步骤3中二氧化硒和氯化钠的混合时间为20-40分钟；所述加入抗坏血酸后的混合时间为20-40分钟；干燥条件为：干燥温度为45-55℃，干燥时间为1.5-2.5。

进一步地，步骤4中糖醇与纳米硒的摩尔比为1:1-3:1；氨基酸占糖醇与纳米硒质量总量的10％。

进一步地，二氧化硒的浓度为2mol/L，抗坏血酸的浓度为14mol/L，糖醇的质量分数为50％。

本发明所采用的第二技术方案是，一种由上述制备方法制备得到的糖醇螯合纳米有机硒肥料。

本发明的有益效果是：本糖醇螯合纳米有机硒肥料用抗坏血酸做还原剂，十二烷基硫酸钠做载体，糖醇做螯合剂等组合方法生产作物根基和叶面可以直接吸收且吸收转化利用率较高的糖醇螯合纳米有机硒肥料，纳米硒颗粒均匀，平均粒径约35nm，粒度较小，理化性质稳定，作物可以直接通过叶面或根际吸收和转化，吸收和转化率高。

附图说明

图1是本发明制备方法的工艺流程图；

图2是本发明真空蒸馏提纯温度与提纯量图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备二氧化硒：将硒矿石在温度≥300℃，真空度＜30Pa条件下，恒温蒸馏12-15分钟，连续蒸馏两次，制备硒含量≥99％的纯硒；将纯硒在自然环境条件下进行煅烧，获得二氧化硒，其中，真空蒸馏提纯温度与提纯量关系如图2所示；

步骤2、预处理：将二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸研磨成400目以上的粒度；

步骤3、制备纳米硒：将研磨后的二氧化硒、氯化钠按照摩尔比为1：2-1:6加入反应釜进行搅拌混合20-40分钟；再按照二氧化硒与抗坏血酸的摩尔比1:1-1:3的比例加入抗坏血酸并搅拌混合和震动20-40分钟，将上述经混合搅拌均匀的二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸用输送带输送到真空干燥机，45-55℃干燥1.5-2.5小时，制备得到粒径为10～30nm的红色纳米硒；

步骤4、将上述制备得到的红色纳米硒用糖醇进行螯合，加入氨基酸，并进行超声处理，制备得到糖醇螯合纳米有机硒肥料，其中，糖醇与纳米硒的摩尔比为1:1-3:1；氨基酸占糖醇与纳米硒总量的10％。

其中，二氧化硒的浓度为2mol/L，抗坏血酸的浓度为14mol/L，糖醇的质量分数为50％。

本发明还提供一种上述制备方法制备得到的糖醇螯合纳米有机硒肥料。

实施例1

一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，包括以下步骤：将硒矿石在温度≥300℃，真空度＜30Pa条件下，恒温蒸馏14分钟，连续蒸馏两次，制备硒含量≥99％的纯硒；将纯硒在自然环境条件下进行煅烧，获得二氧化硒；将二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸研磨成400目以上的粒度；将研磨后的二氧化硒、氯化钠按照摩尔比为1﹕4加入反应釜进行搅拌混合30分钟；再按照二氧化硒与抗坏血酸的摩尔比1:2的比例加入抗坏血酸并搅拌混合和震动30分钟，将上述经混合搅拌均匀的二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸用输送带输送到真空干燥机，50℃干燥2小时，制备得到粒径为10～30nm的红色纳米硒；将上述制备得到的红色纳米硒用糖醇进行螯合，加入氨基酸，并进行超声处理，制备得到糖醇螯合纳米有机硒肥料，其中，糖醇与纳米硒的摩尔比为2:1；氨基酸占糖醇与纳米硒总量的10％。

其中，二氧化硒的浓度为2mol/L，抗坏血酸的浓度为14mol/L，糖醇的质量分数为50％。

实施例2

一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，包括以下步骤：将硒矿石在温度≥300℃，真空度＜30Pa条件下，恒温蒸馏12分钟，连续蒸馏两次，制备硒含量≥99％的纯硒；将纯硒在自然环境条件下进行煅烧，获得二氧化硒；将二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸研磨成400目以上的粒度；将研磨后的二氧化硒、氯化钠按照摩尔比为1﹕2加入反应釜进行搅拌混合20分钟；再按照二氧化硒与抗坏血酸的摩尔比1:1的比例加入抗坏血酸并搅拌混合和震动20分钟，将上述经混合搅拌均匀的二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸用输送带输送到真空干燥机，45℃干燥1.5小时，制备得到粒径为10～30nm的红色纳米硒；将上述制备得到的红色纳米硒用糖醇进行螯合，加入氨基酸，并进行超声处理，制备得到糖醇螯合纳米有机硒肥料，其中，糖醇与纳米硒的摩尔比为1:1；氨基酸占糖醇与纳米硒总量的10％。

其中，二氧化硒的浓度为2mol/L，抗坏血酸的浓度为14mol/L，糖醇的质量分数为50％。

实施例3

一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，包括以下步骤：将硒矿石在温度≥300℃，真空度＜30Pa条件下，恒温蒸馏15分钟，连续蒸馏两次，制备硒含量≥99％的纯硒；将纯硒在自然环境条件下进行煅烧，获得二氧化硒；将二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸研磨成400目以上的粒度；将研磨后的二氧化硒、氯化钠按照摩尔比为1:6加入反应釜进行搅拌混合40分钟；再按照二氧化硒与抗坏血酸的摩尔比1:3的比例加入抗坏血酸并搅拌混合和震动40分钟，将上述经混合搅拌均匀的二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸用输送带输送到真空干燥机，55℃干燥2.5小时，制备得到粒径为10～30nm的红色纳米硒；将上述制备得到的红色纳米硒用糖醇进行螯合，加入氨基酸，并进行超声处理，制备得到糖醇螯合纳米有机硒肥料，其中，糖醇与纳米硒的摩尔比为3:1；氨基酸占糖醇与纳米硒质量总量的10％。

其中，二氧化硒的浓度为2mol/L，抗坏血酸的浓度为14mol/L，糖醇的质量分数为50％。

本发明所获得产品-纳米糖醇有机硒叶面肥具有以下特点：

1、制得的糖醇螯合纳米有机硒肥料纳米硒颗粒均匀、粒度较小、理化性质稳定、兼具糖醇和纳米硒的功能。

2、产品的硒元素为纳米级，无论作物的叶面还是根际，都可以直接吸收，且吸收利用率高。

3、依据作物产量和富硒作物硒含量标准要求进行根际施肥或者叶面施肥，作物可当季达到富硒水平。

4、产品成本低廉，便于规模化生产和推广使用。

本发明所获得产品-纳米糖醇有机硒叶面肥在果树上的实验数据如下：

以随州市尚市镇的蜜桃种植为例：

传统的富硒有机肥料(含硒量≥200ppm)，树龄五年以上的桃树每亩用量80kg做基肥，每亩增加投入400元，经检验，桃子含硒量平均为0.0127mg/kg，达不到富硒标准(DBS42/002-2014)要求的硒含量0.02-0.05mg/kg的硒含量要求；第二年树龄五年以上的桃树每亩用量80kg做基肥，每亩增加投入400元，经检验，桃子含硒量平均为0.0252mg/kg，达到富硒标准。

对比普通含硒功能性肥料，采用本发明所生产的纳米糖醇有机硒叶面肥对树龄五年以上的桃树每亩施用4袋(120克，兑水320公斤)，在坐果后进行叶面喷施，经检验，桃子含硒量平均为0.0283mg/kg，达到富硒标准。

上述试验实践证明，本产品的硒元素作物吸收领用率更高，而且对于用户来讲，投入成本更低。

Claims (7)

1.一种糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、制备二氧化硒：将硒矿石进行恒温蒸馏，连续蒸馏两次，制备硒含量≥99％的纯硒；将纯硒在自然环境条件下进行煅烧，获得二氧化硒；

步骤2、预处理：将二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸研磨成400目以上的粒度；

步骤3、制备纳米硒：将研磨后的二氧化硒和氯化钠加入反应釜进行搅拌混合；再加入抗坏血酸并搅拌混合和震动，将上述经混合搅拌均匀的二氧化硒、氯化钠、抗坏血酸用输送带输送到真空干燥机进行干燥处理，制备得到粒径为10～30nm的红色纳米硒；

步骤4、将上述制备得到的红色纳米硒用糖醇进行螯合，加入氨基酸，并进行超声处理，制备得到糖醇螯合纳米有机硒肥料。

2.根据权利要求1所述的糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中恒温蒸馏条件为：温度≥300℃，真空度＜30Pa，时间为12-15分钟。

3.根据权利要求1所述的糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中二氧化硒和氯化钠按照摩尔比为1:2-1:6；所述二氧化硒与抗坏血酸的摩尔比为1:1-1:3。

4.根据权利要求1所述的糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中所述二氧化硒和氯化钠的混合时间为20-40分钟；所述加入抗坏血酸后的混合时间为20-40分钟；所述干燥条件为：干燥温度为45-55℃，干燥时间为1.5-2.5。

5.根据权利要求1所述的糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中糖醇与纳米硒的摩尔比为1:1-3:1；氨基酸占糖醇与纳米硒质量总量的10％。

6.根据权利要求1所述的糖醇螯合纳米有机硒肥料的制备方法，其特征在于，所述的二氧化硒的浓度为2mol/L，抗坏血酸的浓度为14mol/L，糖醇的质量分数为50％。

7.一种由权利要求1-6中任意权利要求所述的制备方法制备得到的糖醇螯合纳米有机硒肥料。