CN107265476A - 一种zms‑5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种ZMS‑5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法:首先通过水热法制备ZMS‑5沸石小颗粒,然后通过将质量分数的尿素用水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在ZMS‑5沸石小颗粒上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。本发明制备的缓释氮素肥料,微观粒径达到纳米级,ZMS‑5沸石小颗粒的制备无需使用模板剂,简单易得,原料来源广泛,便宜易得,制备方法简单,易于工业化生产;并且ZMS‑5沸石的微纳米孔道具有很强的吸附性,可以使氮素达到缓慢释放的效果,减少氮素的流失。
Description
技术领域
本发明属于材料与肥料技术领域,具体涉及一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展,对肥料的性能提出了更高的要求。肥料是农业生产最重要的生产资源之一,是农业持续发展的基石。然而,近年来,由于肥料的流失,特别是肥料中氮素的流失,已经造成了严重的资源浪费和巨大的经济损失,更重要的是对人体、大气、土壤和粮食等造成了严重的污染。氮素是植物生长必不可少的营养元素,而氮肥流失一直是氮素肥料施用时需要解决一个问题,现有一般将氮肥与缓释剂或控释剂混合以期达到控制氮肥流失的问题。然而,这类缓释剂和控释剂一般对环境有很大的污染,因此寻求一种更好的材料来替代缓释剂是非常有意义的。
ZSM-5沸石因其独特均一的微孔和择形性结构,可以很好的吸附氮素肥料,将ZSM-5沸石与氮肥等肥料混合以制备具有缓释或控释的肥料目前还未有报道。制备ZSM-5沸石使用环境友好的水热法制备,制备的ZSM-5沸石形貌均一,吸附性强,环境友好无污染,可以很好的应用到氮素肥料中。本发明首先通过将质量分数的尿素用水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在ZMS-5沸石小颗粒上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。本发明制备的缓释氮素肥料,微观粒径达到纳米级,ZMS-5沸石小颗粒的制备无需使用模板剂,简单易得,原料来源广泛,便宜易得,制备方法简单,易于工业化生产;并且ZMS-5沸石的微纳米孔道具有很强的吸附性,可以使氮素达到缓慢释放的效果,减少氮素的流失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其具有所用原料制备简易,便宜易得,制备方法简单无污染,缓控释效果优异,易于工业化生产等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其包括如下步骤:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的硅酸钠和氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在一定温度下,晶化一定时间后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,真空干燥得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将一定质量份数的尿素用水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在一定量的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以有如下进一步的具体选择。
具体的,S1中硅酸钠、氢氧化钠、硫酸铝、硫酸的物质的量的比为(1-2)mol:(2-2.5)mol:(1-3)mol:(5-10)mol。
具体的,S1中使用的硫酸为浓硫酸。
具体的,S1中的晶化温度为160℃和190℃,晶化时间为16-24h。
具体的,S1中的真空干燥的温度均为60℃,真空干燥的时间均为24h。
具体的,S2中的ZMS-5沸石小颗粒、尿素和水的质量分数之比为(15-30):(40-60):(55-70)。
本发明制备的缓释氮素肥料,具有很多优点:(1)所用原料简单易得,环境友好无污染,制备方法简单,易于工业化生产;(2)人工沸石的微纳米孔道的强吸附性,可以使氮素达到缓慢释放的效果,减少氮素的流失。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能一次限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的方法,如无特殊规定,均为常规方法,本发明所使用的试剂,如无特殊规定,均为市售产品。
实施例1
一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其通过如下步骤进行制备:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的1mol硅酸钠和2mol氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量1mol硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的5mol浓硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在160℃,晶化16h后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,在60℃真空干燥24h得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将40份尿素用55份水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在15份的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
实施例2
一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其通过如下步骤进行制备:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的2mol硅酸钠和2mol氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量1mol硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的10mol浓硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在190℃,晶化24h后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,在60℃真空干燥24h得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将55份尿素用67份水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在20份的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
实施例3
一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其通过如下步骤进行制备:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的1mol硅酸钠和2.5mol氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量2mol硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的10mol浓硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在190℃,晶化24h后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,在60℃真空干燥24h得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将60份尿素用70份水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在28份的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
实施例4
一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其通过如下步骤进行制备:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的2mol硅酸钠和2.5mol氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量3mol硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的10mol浓硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在160℃,晶化24h后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,在60℃真空干燥24h得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将50份尿素用60份水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在22份的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
实施例5
一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其通过如下步骤进行制备:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的1mol硅酸钠和2mol氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量3mol硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的10mol浓硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在190℃,晶化16h后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,在60℃真空干燥24h得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将55份尿素用65份水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在20份的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
对实施例1至5制得的ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料养分释放期进行测试,测试结果及测试方法如下表所示:
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:ZMS-5沸石的制备:称取一定量的硅酸钠和氢氧化钠,依次加入到一定量的水中,用磁力搅拌器搅拌均匀;然后将一定量硫酸铝完全溶解在剩余的水中,再加入一定量的硫酸。将完全溶解的硫酸铝溶液缓慢滴入含有硅酸钠的溶液中,室温搅拌24h。将合成液转移至带有聚四氟内衬的高压釜中,再将高压釜装到带有转轴的烘箱中,转速为30r/min。在一定温度下,晶化一定时间后取出,急冷。离心分离水热合成后的固体产物,用去离子水反复洗涤至中性,真空干燥得到ZSM沸石产物。
S2:ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备:首先通过将一定质量份数的尿素用水溶解,制成尿素饱和溶液,再将尿素饱和溶液喷洒在一定量的ZMS-5沸石上,搅拌混合均匀,直至手捏成团,然后造粒,喷雾干燥,得到缓释氮素肥料。
2.根据权利要求1所述的一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其特征在于,S1中的硅酸钠、氢氧化钠、硫酸铝、硫酸的物质的量的比为(1-2)mo l:(2-2.5)mo l:(1-3)mo l:(5-10)mo l。
3.根据权利要求1所述的一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其特征在于,S1中使用的硫酸为浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其特征在于,S1中的晶化温度为160℃和190℃,晶化时间为16-24h。
5.根据权利要求1所述的一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其特征在于,S1中的真空干燥的温度均为60℃,真空干燥的时间均为24h。
6.根据权利要求1所述的一种ZMS-5沸石小颗粒型缓释氮素肥料的制备方法,其特征在于,S2中的ZMS-5沸石小颗粒、尿素和水的质量分数之比为(15-30):(40-60):(55-70)。
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