CN106962392A - 一种负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：氯氰菊酯原油、环己烷、1，1‑二甲基双胍盐酸盐、三乙醇胺、异丙醇、生物秸秆、氨水、腐植酸、聚丙烯酸钠、3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲苯、氧化镁、硫酸钙、氢氧化钙、硅酸钠、盐酸溶液适量、去离子水适量。本发明的生物质炭颗粒对蛴螬、小地老虎等地下害虫有极高的杀灭活性，而且具有促进肥料增效，增进土壤肥力，改良土壤理化性质，提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的效果。

Description

一种负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于农业领域，具体涉及一种负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒及其制备方法。
背景技术
一般合成的农药常常是顺、反异构体或左、右旋体的混合物，通常需经过顺反异构体的差向异构分离、左右旋体的物理化学法拆分或定向合成来制备高效立体异构农药。由于差向异构化机理与有机化合物的光学（和几何）异构体在碱性或酸性催化剂作用下的异构机理相同，在适当强度的碱（或酸）作用下，取代乙烯基环丙烷羧酸酯类由于醇位上与氰基相连的碳原子较活泼，就容易发生构型变化，相对而言，环丙烷上的不对称碳原子先受到攻击而发生消旋。消旋后的顺式构型分子就可溶于溶剂中，此时溶液里只含无旋光活性的消旋体。只要反应条件控制得当，这种构型消旋化就仅发生在醇部分的不对称碳原子上，而环上的不对称碳原子则无作用。消旋体在反应体系中随之进行质子化，进而导致可溶部分形成等分子比的2个非对映体［S和R］醇的酯。
氯氰菊酯原油是八种异构体的混合物，即1RcisR/1ScisS或1RtransR/1StransS（低效顺、反体），1RcisS/1ScisR或1RtransS∕1StransR（高效顺、反体），其中高效异构体只有两种，包括其对映体在内仅占总酯的35%-45%，其余则相对低效或几乎无效。氯氰菊酯差向异构化产物是一种全新的化合物，其组成、物化性质、杀虫效力等均与氯氰菊酯原药和任何一种单一异构体不同，并比原药的毒性低、杀虫谱广、杀虫效力提高一倍，而且对害虫的天敌和蜂类很安全，具有很高的经济效益和社会效益。
作者许祥静等人在《氯氰菊酯的差向异构化研究》一文中，以氯氰菊酯工业原油为起始原料，三乙胺为催化剂，应用差向异构化技术制备了高效氯氰菊酯，工艺流程简便可行，经济合理，但是时间长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全低毒的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：氯氰菊酯原油20-30份、环己烷120-150份、1，1-二甲基双胍盐酸盐10-12份、三乙醇胺12-15份、异丙醇40-50份、生物秸秆30-40份、氨水30-40份、腐植酸30-40份、聚丙烯酸钠6-8份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷3-4份、甲苯60-80份、氧化镁12-15份、硫酸钙10-12份、氢氧化钙15-20份、硅酸钠20-25份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，其由如下的步骤制备而成：
（1）将氯氰菊酯原油加入到环己烷中，缓慢加热至40-50℃，充分混合使之溶解，过滤除去不溶物，冷却至室温；边搅拌边加入1，1-二甲基双胍盐酸盐和三乙醇胺，控制温度为30-35℃，磁力搅拌反应20-24h后逐渐降到12-15℃，继续磁力搅拌反应20-30h，再加入异丙醇，降温至0-5℃，继续磁力搅拌反应18-20h；边搅拌边缓慢加入盐酸溶液，调节体系的PH为3-4，静置分层留有机相，加入去离子水，水洗至中性，搅拌15-20min，静止分层，除去水相，干燥有机层；
（2）将生物秸秆用锤头式粉碎机进行粉碎，达到150-200目，送入烘干机，干燥20-24h，烘干至含水量在7%以下；加入到炭化炉中，在氮气保护下，在220-250℃温度下脱水热处理1.5-2h；然后升温至600-700℃高温炭化3-4h；冷却后将炭化产物粉粹成粒径200-250目的生物质炭粉；
（3）将氨水、腐植酸与相当于腐殖酸重量份2-3倍的去离子水加入到密封的反应罐中，升高温度至60-65℃，恒温磁力搅拌20-30min，加入聚丙烯酸钠和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续恒温磁力搅拌2-3h，降至室温，加入步骤（1）的产物和甲苯配置的混合溶液，继续恒温磁力搅拌30-40min，转移至混合搅拌机中，再加入步骤（2）的产物、氧化镁、硫酸钙、氢氧化钙、硅酸钠，继续混合搅拌30-40min，加入适量的去离子水，继续搅拌1-2h，使其成为含水量为30-40%的浆料，加入湿法造粒机中造粒得到湿颗粒，80-90℃真空干燥24-36h，即得。
所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，所述的盐酸溶液的浓度为2-3mol/L，所述的氨水的浓度为1-2mol/L。
所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，所述的环己烷和异丙醇已经预先做过干燥处理。
所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所使用的仪器设备都是预先干燥过的。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果为：
本发明采用1，1-二甲基双胍盐酸盐和三乙醇胺作为氯氰菊酯异构化反应的复合催化剂；1，1-二甲基双胍盐酸盐既具有良好的催化作用，又同时兼备有机碱、无机碱的双重特性，再与三乙醇胺协同作用，提高了转位的反应温度，加快了反应速率，大大缩短了反应时间，并且提高了产物中高效体的比例。本发明利用生物秸秆制备生物质炭，其拥有发达的孔隙结构和高的比表面能，能够改善土壤板结问题。本发明的生物质炭颗粒营养全面，养分含量高，不但含有作物所需的大量钙、镁、硅元素，还含有有机质，并通过反应生成的腐植酸铵提高腐植酸活性功能团的数量。本发明的生物质炭颗粒对蛴螬、小地老虎等地下害虫有极高的杀灭活性，而且具有促进肥料增效，增进土壤肥力，改良土壤理化性质，提高作物品质和产量，增强作物抗病能力的效果。
具体实施方式
本实施例的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其由如下重量份的原料制备而成：氯氰菊酯原油30份、环己烷150份、1，1-二甲基双胍盐酸盐12份、三乙醇胺15份、异丙醇50份、生物秸秆40份、氨水40份、腐植酸40份、聚丙烯酸钠8份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷4份、甲苯80份、氧化镁15份、硫酸钙12份、氢氧化钙20份、硅酸钠25份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
本实施例的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其由如下的步骤制备而成：
（1）将氯氰菊酯原油加入到环己烷中，缓慢加热至50℃，充分混合使之溶解，过滤除去不溶物，冷却至室温；边搅拌边加入1，1-二甲基双胍盐酸盐和三乙醇胺，控制温度为35℃，磁力搅拌反应24h后逐渐降到15℃，继续磁力搅拌反应30h，再加入异丙醇，降温至5℃，继续磁力搅拌反应20h；边搅拌边缓慢加入盐酸溶液，调节体系的PH为3-4，静置分层留有机相，加入去离子水，水洗至中性，搅拌20min，静止分层，除去水相，干燥有机层；
（2）将生物秸秆用锤头式粉碎机进行粉碎，达到200目，送入烘干机，干燥24h，烘干至含水量在7%以下；加入到炭化炉中，在氮气保护下，在250℃温度下脱水热处理2h；然后升温至700℃高温炭化4h；冷却后将炭化产物粉粹成粒径250目的生物质炭粉；
（3）将氨水、腐植酸与相当于腐殖酸重量份3倍的去离子水加入到密封的反应罐中，升高温度至65℃，恒温磁力搅拌30min，加入聚丙烯酸钠和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续恒温磁力搅拌3h，降至室温，加入步骤（1）的产物和甲苯配置的混合溶液，继续恒温磁力搅拌40min，转移至混合搅拌机中，再加入步骤（2）的产物、氧化镁、硫酸钙、氢氧化钙、硅酸钠，继续混合搅拌40min，加入适量的去离子水，继续搅拌2h，使其成为含水量为40%的浆料，加入湿法造粒机中造粒得到湿颗粒，90℃真空干燥36h，即得。

Claims (5)

1.一种负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：氯氰菊酯原油20-30份、环己烷120-150份、1，1-二甲基双胍盐酸盐10-12份、三乙醇胺12-15份、异丙醇40-50份、生物秸秆30-40份、氨水30-40份、腐植酸30-40份、聚丙烯酸钠6-8份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷3-4份、甲苯60-80份、氧化镁12-15份、硫酸钙10-12份、氢氧化钙15-20份、硅酸钠20-25份、盐酸溶液适量、去离子水适量。
2.根据权利要求书1所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，其由如下的步骤制备而成：
（1）将氯氰菊酯原油加入到环己烷中，缓慢加热至40-50℃，充分混合使之溶解，过滤除去不溶物，冷却至室温；边搅拌边加入1，1-二甲基双胍盐酸盐和三乙醇胺，控制温度为30-35℃，磁力搅拌反应20-24h后逐渐降到12-15℃，继续磁力搅拌反应20-30h，再加入异丙醇，降温至0-5℃，继续磁力搅拌反应18-20h；边搅拌边缓慢加入盐酸溶液，调节体系的PH为3-4，静置分层留有机相，加入去离子水，水洗至中性，搅拌15-20min，静止分层，除去水相，干燥有机层；
（2）将生物秸秆用锤头式粉碎机进行粉碎，达到150-200目，送入烘干机，干燥20-24h，烘干至含水量在7%以下；加入到炭化炉中，在氮气保护下，在220-250℃温度下脱水热处理1.5-2h；然后升温至600-700℃高温炭化3-4h；冷却后将炭化产物粉粹成粒径200-250目的生物质炭粉；
（3）将氨水、腐植酸与相当于腐殖酸重量份2-3倍的去离子水加入到密封的反应罐中，升高温度至60-65℃，恒温磁力搅拌20-30min，加入聚丙烯酸钠和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，继续恒温磁力搅拌2-3h，降至室温，加入步骤（1）的产物和甲苯配置的混合溶液，继续恒温磁力搅拌30-40min，转移至混合搅拌机中，再加入步骤（2）的产物、氧化镁、硫酸钙、氢氧化钙、硅酸钠，继续混合搅拌30-40min，加入适量的去离子水，继续搅拌1-2h，使其成为含水量为30-40%的浆料，加入湿法造粒机中造粒得到湿颗粒，80-90℃真空干燥24-36h，即得。
3.根据权利要求书1、2所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，所述的盐酸溶液的浓度为2-3mol/L，所述的氨水的浓度为1-2mol/L。
4.根据权利要求书1、2所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒，其特征在于，所述的环己烷和异丙醇已经预先做过干燥处理。
5.根据权利要求书2所述的负载高效氯氰菊酯的生物质炭颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所使用的仪器设备都是预先干燥过的。
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