CN107365223A - 一种壳聚糖‑海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种壳聚糖‑海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种壳聚糖‑海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒，其特征在于，首先将沼气池内的沼渣固液分离，固化；与凹凸棒土、其他营养成分混合均匀，加水捏合，造粒，得到沼渣复合颗粒；其次配制中性的氢氧化钠‑盐酸羟胺‑异丙醇混合液，然后将海藻酸钠中活泼的羟基与氯乙酸乙酯反应，修饰海藻酸钠；最后以修饰海藻酸钠和壳聚糖交联制得包覆剂，将包覆剂均匀喷洒在沼渣复合颗粒表面，干燥，制得到一种壳聚糖‑海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒。本发明的沼渣复合颗粒，能够有效的增加土壤中的有机质和养分含量，疏松板结土壤，加快生土熟化进程，恢复生土地生产力等优良特性。

Description

一种壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒及其制备 方法
技术领域
本发明属于农业领域，具体涉及一种壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒及其制备方法。
背景技术
沼渣富含有机质、腐殖质、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物。质地疏松、保墒性能好、酸碱度适中，经过腐熟剂腐熟生产成肥料后，能起到很好的改良土壤的作用。沼渣含有氮、磷、钾等元素，能满足作物生长的需要。
我国北方和一些高寒地区，冬季长而且寒冷，为了能让人们在寒冷的冬季也能吃到新鲜蔬菜，塑料大棚等温室得到了长足发展。农作物生长要靠肥和水。大棚内由于塑料棚、棚体框架及墙体等的遮挡，特别是冬季眼光弱，因此塑料大棚等温室内，作物靠光合作用获得的肥料大幅减少，从而影响作物的生长和发育。需要人工施肥来补充农作物生长所需的肥料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种营养全面且保水性能优异的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒，其特征在于，首先将沼气池内的沼渣固液分离，固化；与凹凸棒土、其他营养成分混合均匀，加水捏合，造粒，得到沼渣复合颗粒；其次配制中性的氢氧化钠-盐酸羟胺-异丙醇混合液，然后将海藻酸钠中活泼的羟基与氯乙酸乙酯反应，修饰海藻酸钠；最后以修饰海藻酸钠和壳聚糖交联制得包覆剂，将包覆剂均匀喷洒在沼渣复合颗粒表面，干燥，制得到一种壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒。
所述的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将沼气厌氧发酵池中的沼渣通过料浆泵将其泵入至固液分离装置中固液分离，将固体部分风干固化，使其水分含量低于15%，得到固化沼渣；将凹凸棒原土、高岭土以1：0.8-1.2的质量比粉碎研磨30-40min，经过200-250目筛子筛分，用去离子水洗涤2-3次，除去残存的杂质，干燥去除水分；将洗涤干燥后的凹凸棒土、固化沼渣、硬脂酸钙、石膏、硫酸铜、硫酸镁、钼酸铵和氯化钾以1：0.8-0.9：0.15-0.2：0.15-0.2：0.08-0.1：0.08-0.1：0.1-0.12：0.12-0.15的质量比混合均匀得到混合物，将混合物重量份9-10%的去离子水以喷雾的形式喷洒到该混合物上，至混合物刚能结团时，对混合物进行捏合，均匀送入造粒机内造粒，制得平均粒径为5-6mm的颗粒，然后在40-50℃干燥至水分小于0.3％，得到沼渣复合颗粒；
（2）将盐酸羟胺加入到异丙醇中，混合搅拌均匀，得到盐酸羟胺-异丙醇溶液；将氢氧化钠加入到异丙醇中，混合搅拌均匀，得到氢氧化钠-异丙醇溶液；在搅拌条件下，将氢氧化钠-异丙醇溶液逐滴加入到盐酸羟胺-异丙醇溶液中，至体系的pH为中性，得到混合液，备用；
（3）将海藻酸钠和氢氧化钠加入到异丙醇中，加入氯乙酸乙酯，室温搅拌1-1.5h，然后升温至75-80℃，恒温磁力搅拌4-6h，降低温度至30-35℃，逐滴加入步骤（2）所得的混合液，室温磁力搅拌4-5h，过滤，用甲醇洗涤滤饼2-3次，干燥，得到修饰海藻酸钠；其中海藻酸钠、氢氧化钠、异丙醇、氯乙酸乙酯和步骤（2）所得的混合液的质量比为1：0.2-0.3：5-6：0.1-0.15：0.2-0.3；
（4）将修饰海藻酸钠、壳聚糖、乙酸和去离子水以1：0.4-0.5：0.06-0.08：20-25的质量比加入到反应容器中，50-60℃的恒温水浴锅中，恒温搅拌2-3h，再加入N-异丙基丙烯酰胺和戊二醛，升高温度至70-80℃，继续恒温磁力搅拌6-8h，冷却至室温，得到包覆液；
（5）将相当于沼渣复合颗粒重量份0.2-0.3倍的包覆液，均匀地喷洒在颗粒表面，40-50℃烘干至含水量低于0.5%，得到壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒。
所述的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（2）中盐酸羟胺-异丙醇溶液为8-10%的盐酸羟胺-异丙醇溶液，氢氧化钠-异丙醇溶液为8-10%的氢氧化钠-异丙醇溶液。
所述的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的修饰海藻酸钠、N-异丙基丙烯酰胺和戊二醛的质量比为1：0.08-0.1：0.06-0.07。
本发明的有益效果为：
本发明采用沼渣制备复合颗粒，沼渣不仅含有氮、磷、钾和矿物盐等成分外，还含有有机质、腐殖酸和一些未腐熟的营养成分，使得土壤养分更全面均衡且用途广泛。本发明将海藻酸钠中活泼的羟基与氯乙酸乙酯反应，将-OH转化为-OCH2COOH，修饰海藻酸钠，羧基溶解于水的能力大于羟基，使得海藻酸钠具有更高的水溶性，同时活泼羟基减少使其水溶液化学稳定性提高，水溶液的粘度降低，致使壳聚糖分子更均匀地进入其分子链之间，提高了海藻酸钠的包覆能力；而且海藻酸钠本身能够刺激作物生长，提高光合作用和酶活力，促进叶绿素的形成，拥有很好的螯合能力，促进植物对养分的吸收，提高作物的抗病、抗逆性，改善品质，增加产量。本发明加入高岭土等层状硅酸盐，其本身就具有一定的保水保肥的能力，包覆液由于分子间作用力而接枝在高岭土表面，从而包覆液与高岭土之间形成以高岭土微粒子为网络点且交联适中的聚合网络，其保水能力更一步加强，并对沼渣中的营养成分的释放起到缓释的作用，增长作用时间。本发明的沼渣复合颗粒，能够有效的增加土壤中的有机质和养分含量，疏松板结土壤，加快生土熟化进程，恢复生土地生产力等优良特性。
具体实施方式
本实施例的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒，其由如下步骤制备而成：
（1）将沼气厌氧发酵池中的沼渣通过料浆泵将其泵入至固液分离装置中固液分离，将固体部分风干固化，使其水分含量低于15%，得到固化沼渣；将凹凸棒原土、高岭土以1：1.2的质量比粉碎研磨40min，经过200目筛子筛分，用去离子水洗涤3次，除去残存的杂质，干燥去除水分；将洗涤干燥后的凹凸棒土、固化沼渣、硬脂酸钙、石膏、硫酸铜、硫酸镁、钼酸铵和氯化钾以1：0.9：0.2：0.2：0.1：0.1：0.12：0.15的质量比混合均匀得到混合物，将混合物重量份10%的去离子水以喷雾的形式喷洒到该混合物上，至混合物刚能结团时，对混合物进行捏合，均匀送入造粒机内造粒，制得平均粒径为5mm的颗粒，然后在50℃干燥至水分小于0.3％，得到沼渣复合颗粒；
（2）将盐酸羟胺加入到异丙醇中，混合搅拌均匀，得到盐酸羟胺-异丙醇溶液；将氢氧化钠加入到异丙醇中，混合搅拌均匀，得到氢氧化钠-异丙醇溶液；在搅拌条件下，将氢氧化钠-异丙醇溶液逐滴加入到盐酸羟胺-异丙醇溶液中，至体系的pH为中性，得到混合液，备用；
（3）将海藻酸钠和氢氧化钠加入到异丙醇中，加入氯乙酸乙酯，室温搅拌1.5h，然后升温至80℃，恒温磁力搅拌6h，降低温度至35℃，逐滴加入步骤（2）所得的混合液，室温磁力搅拌5h，过滤，用甲醇洗涤滤饼3次，干燥，得到修饰海藻酸钠；其中海藻酸钠、氢氧化钠、异丙醇、氯乙酸乙酯和步骤（2）所得的混合液的质量比为1：0.3：6：0.15：0.3；
（4）将修饰海藻酸钠、壳聚糖、乙酸和去离子水以1：0.5：0.08：25的质量比加入到反应容器中，60℃的恒温水浴锅中，恒温搅拌3h，再加入N-异丙基丙烯酰胺和戊二醛，升高温度至80℃，继续恒温磁力搅拌8h，冷却至室温，得到包覆液；
（5）将相当于沼渣复合颗粒重量份0.3倍的包覆液，均匀地喷洒在颗粒表面，50℃烘干至含水量低于0.5%，得到壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒。
本实施例的步骤（2）中盐酸羟胺-异丙醇溶液为10%的盐酸羟胺-异丙醇溶液，氢氧化钠-异丙醇溶液为10%的氢氧化钠-异丙醇溶液。
本实施例的步骤（4）中的修饰海藻酸钠、N-异丙基丙烯酰胺和戊二醛的质量比为1：0.1：0.07。

Claims (4)

1.一种壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒，其特征在于，首先将沼气池内的沼渣固液分离，固化；与凹凸棒土、其他营养成分混合均匀，加水捏合，造粒，得到沼渣复合颗粒；其次配制中性的氢氧化钠-盐酸羟胺-异丙醇混合液，然后将海藻酸钠中活泼的羟基与氯乙酸乙酯反应，修饰海藻酸钠；最后以修饰海藻酸钠和壳聚糖交联制得包覆剂，将包覆剂均匀喷洒在沼渣复合颗粒表面，干燥，制得到一种壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒。
2.根据权利要求书1所述的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将沼气厌氧发酵池中的沼渣通过料浆泵将其泵入至固液分离装置中固液分离，将固体部分风干固化，使其水分含量低于15%，得到固化沼渣；将凹凸棒原土、高岭土以1：0.8-1.2的质量比粉碎研磨30-40min，经过200-250目筛子筛分，用去离子水洗涤2-3次，除去残存的杂质，干燥去除水分；将洗涤干燥后的凹凸棒土、固化沼渣、硬脂酸钙、石膏、硫酸铜、硫酸镁、钼酸铵和氯化钾以1：0.8-0.9：0.15-0.2：0.15-0.2：0.08-0.1：0.08-0.1：0.1-0.12：0.12-0.15的质量比混合均匀得到混合物，将混合物重量份9-10%的去离子水以喷雾的形式喷洒到该混合物上，至混合物刚能结团时，对混合物进行捏合，均匀送入造粒机内造粒，制得平均粒径为5-6mm的颗粒，然后在40-50℃干燥至水分小于0.3％，得到沼渣复合颗粒；
（2）将盐酸羟胺加入到异丙醇中，混合搅拌均匀，得到盐酸羟胺-异丙醇溶液；将氢氧化钠加入到异丙醇中，混合搅拌均匀，得到氢氧化钠-异丙醇溶液；在搅拌条件下，将氢氧化钠-异丙醇溶液逐滴加入到盐酸羟胺-异丙醇溶液中，至体系的pH为中性，得到混合液，备用；
（3）将海藻酸钠和氢氧化钠加入到异丙醇中，加入氯乙酸乙酯，室温搅拌1-1.5h，然后升温至75-80℃，恒温磁力搅拌4-6h，降低温度至30-35℃，逐滴加入步骤（2）所得的混合液，室温磁力搅拌4-5h，过滤，用甲醇洗涤滤饼2-3次，干燥，得到修饰海藻酸钠；其中海藻酸钠、氢氧化钠、异丙醇、氯乙酸乙酯和步骤（2）所得的混合液的质量比为1：0.2-0.3：5-6：0.1-0.15：0.2-0.3；
（4）将修饰海藻酸钠、壳聚糖、乙酸和去离子水以1：0.4-0.5：0.06-0.08：20-25的质量比加入到反应容器中，50-60℃的恒温水浴锅中，恒温搅拌2-3h，再加入N-异丙基丙烯酰胺和戊二醛，升高温度至70-80℃，继续恒温磁力搅拌6-8h，冷却至室温，得到包覆液；
（5）将相当于沼渣复合颗粒重量份0.2-0.3倍的包覆液，均匀地喷洒在颗粒表面，40-50℃烘干至含水量低于0.5%，得到壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒。
3.根据权利要求书2所述的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（2）中盐酸羟胺-异丙醇溶液为8-10%的盐酸羟胺-异丙醇溶液，氢氧化钠-异丙醇溶液为8-10%的氢氧化钠-异丙醇溶液。
4.根据权利要求书2所述的壳聚糖-海藻酸钠交联包覆的沼渣复合颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的修饰海藻酸钠、N-异丙基丙烯酰胺和戊二醛的质量比为1：0.08-0.1：0.06-0.07。
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