CN110357718B - 液体肥料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体肥料及其制备方法。上述液体肥料包括脲醛液体肥料和石墨烯基材料,石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种。上述液体肥料中脲醛液体肥料和石墨烯基材料相互配合,从而使液体肥料的肥效期较长且稳定性较好。

Description

液体肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及肥料领域,特别是涉及一种液体肥料及其制备方法。
背景技术
液体肥料作为一种新型肥料,具有配方灵活、生产成本低、低污染、水溶性好、杂质少、肥效快、使用方便等特点。特别是随着国内水肥一体化技术的普及,液体肥料更是逐渐被广泛施用,液体肥料行业将迎来快速发展的新阶段。但是由于我国的液体肥料行业刚刚起步,市售的液体肥料还存在肥效期短、稳定性差的问题。
发明内容
基于此,有必要提供一种肥效期较长且稳定性好的液体肥料。
此外,还提供一种液体肥料的制备方法。
一种液体肥料,所述液体肥料包括脲醛液体肥料和石墨烯基材料,所述石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述液体肥料中的所述脲醛液体肥料和所述石墨烯基材料的质量比为1∶(0.0005~0.1)。
在其中一个实施例中,所述液体肥料中的氮元素的质量含量为10%~35%。
在其中一个实施例中,所述脲醛液体肥料中含有铵态氮、酰胺态氮和脲醛氮,在所述液体肥料中,所述铵态氮的质量含量为0.5%~6%,所述酰胺态氮的质量含量为3%~16%,所述脲醛氮的质量含量为10%~25%。
在其中一个实施例中,所述液体肥料还包括中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述中微量元素包括钙元素、镁元素、硫元素、锌元素、硼元素、锰元素及铜元素中的至少一种。
一种液体肥料的制备方法,包括如下步骤:将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合,得到液体肥料,其中,所述石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤包括:将质量比为1∶(0.0005~0.1)的所述脲醛液体肥料和所述石墨烯基材料在80℃~99℃、pH为7.5~10.5的条件下混合20min~60min。
在其中一个实施例中,还包括所述脲醛液体肥料的制备步骤,所述脲醛液体肥料的制备步骤包括:将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶(0.5~5)∶(0.05~0.5)混合,并调节pH为7.5~10.5,先在50℃~95℃下反应20min~120min,再升温至60℃~99℃下反应30min~60min,得到脲醛液体肥料。
在其中一个实施例中,所述将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤中,还加入了中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种。
上述液体肥料中脲醛液体肥料中的氮养分以铵态氮、酰胺态氮、脲醛氮等多种形式存在,其中,铵态氮可以被作物直接吸收,或者经过硝化细菌转换成硝态氮被作物吸收;酰胺态氮需要经过脲酶作用下分解成铵态氮,再经硝化作用转化成硝态氮被作物吸收;脲醛氮中含有三嗪酮类化合物及分子链长短不一的亚甲基脲,三嗪酮类化合物及亚甲基脲需要在微生物作用下经过15天~180天及以上不等的周期,逐步分解出酰胺态氮-铵态氮-硝态氮,被作物吸收,但脲醛氮的溶解性较差,而石墨烯基材料的亲和性强,能够吸附脲醛液体肥料中的脲醛氮从而溶于水中,使得脲醛氮能够发挥其缓释的作用,延长液体肥料的肥效期。且石墨烯基材料还能够吸附脲醛液体肥料中不稳定的有效成分,从而提高液体肥料的稳定性。因此,上述液体肥料的肥效期较长且稳定性好。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将结合具体实施方式对本发明进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
一实施方式的液体肥料,包括脲醛液体肥料和石墨烯基材料,石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种。
具体地,液体肥料中的脲醛液体肥料和石墨烯基材料的质量比为1∶(0.0005~0.1)。进一步地,液体肥料中脲醛液体肥料和石墨烯基材料的质量比为1∶(0.005~0.01)。
其中,液体肥料中的氮元素的质量含量为10%~35%。具体地,脲醛液体肥料中含有铵态氮、酰胺态氮及脲醛氮,在液体肥料中,铵态氮的质量含量为0.5%~6%,酰胺态氮的质量含量为3%~16%,脲醛氮的质量含量为10%~25%。
在一些实施例中,制备脲醛液体肥料的原料包括摩尔比为1∶(0.5~5)∶(0.05~0.5)的甲醛、尿素和氨。具体地,甲醛可以以甲醛水溶液、聚甲醛或尿素、甲醛预缩液的形式加入到原料中。尿素可以为液体尿素,也可以是固体尿素。固体尿素可以为小颗粒尿素、大颗粒尿素或粉状尿素。氨可以为氨水、液氨或氨气。
可以理解,上述脲醛液体肥料还可以为市售的脲醛液体肥料。
上述脲醛液体肥料中的氮养分是以铵态氮、酰胺态氮、脲醛氮等多种形态存在的,其中铵态氮可以被作物直接吸收,或者经过硝化细菌转换成硝态氮被作物吸收;酰胺态氮需要经过脲酶作用下分解成铵态氮,再经硝化作用转化成硝态氮被作物吸收;脲醛氮中含有三嗪酮类化合物及分子链长短不一的亚甲基脲,三嗪酮类化合物及亚甲基脲需要在微生物作用下经过15天~180天及以上不等的周期,逐步分解出酰胺态氮-铵态氮-硝态氮,被作物吸收。所以脲醛液体肥料能够有效延长肥效周期,但脲醛液体肥料中的脲醛氮的溶解性较差,容易流失而不能发挥缓释作用。
具体地,在本实施方式中,石墨烯可以为粉状石墨烯,也可以是石墨烯浆料。当石墨烯以石墨烯浆料的形式与脲醛液体肥料混合时,脲醛液体肥料与石墨烯基材料的质量比指的是脲醛液体肥料与石墨烯浆料中的石墨烯的质量比。石墨烯衍生物为氧化石墨烯或经活化处理的石墨烯衍生物。
石墨烯是一种新兴的纳米材料。从2004年被英国曼彻斯特大学的两位科学家发现并在实验室试制成功到现在,经过近十几年的发展,石墨烯在航空航天、新能源电池、新材料等领域获得了广泛的应用,并产生了出奇的效果。而本实施方式将石墨烯基材料应用到液体肥料的生产中,具有以下优点:
(1)石墨烯基材料亲和性非常强,可以有效吸附脲醛液体肥料中常温下溶解度较低的长分子链脲醛氮并溶入水,从而使得液体肥料成为一种清液型液体肥,且石墨烯基材料吸附脲醛氮后能够使脲醛氮溶入水中,从而发挥脲醛氮的缓释作用,延长液体肥料的肥效期。此外,石墨烯基材料的高亲和性还可以保证液体肥料中加入的锌、铜等微量元素不易流失,提高肥效。
(2)石墨烯基材料因为特殊的原子结构排列,其有效表面积大,附着性强,因此复合液体肥料作为叶面肥使用时,吸附于石墨烯基材料上面的肥料有效成分能够很好地附着于植物叶、茎表面并被充分吸收,肥料利用率可达95%以上。
(3)液体肥料作为冲施肥使用时,石墨烯基材料超强的吸附性可以有效提高植物根系吸收水分和养分的潜能。
(4)实验证明,石墨烯基材料的高吸水性可以有效提高种子发芽率。
(5)石墨烯基材料的抗紫外线性非常强,液体肥料中部分不稳定的有效成分被石墨烯基材料吸附以后稳定性明显增强,使得液体肥料在储存期间不会出现结晶或分层现象,也无需添加悬浮剂,从而能够有效提高肥料的利用率。
在其中一些实施例中,液体肥料中还包括中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种。具体地,中微量元素包括钙元素、镁元素、硫元素、锌元素、硼元素、锰元素及铜元素中的至少一种。上述液体肥料在制备过程中加入中微量元素,能够使液体肥料为作物生长提供必需的中、微量元素,从而利于作物的生长。
磷肥及钾肥均为水溶性的。具体地,磷肥可以为磷酸二氢钾。钾肥为磷酸二氢钾、氯化钾或硝酸钾。可以理解,磷肥和钾肥并不限于上述物质,还可以为本领域常用的水溶性磷肥和水溶性钾肥。
上述液体肥料在制备过程中加入磷肥和钾肥,能够制备得到同时含氮、磷及钾的复合肥料。
上述液体肥料至少具有以下优点:
(1)上述液体肥料中石墨烯基材料和脲醛液体肥料相互配合,使得液体肥料的缓释周期可以达到30天、60天、120天及180天不等甚至更长,使得液体肥料具有较好的缓释效果。
(2)上述液体肥料中石墨烯基材料能够有效吸附脲醛液体肥料中的脲醛氮及其他不稳定的有效成分,从而使液体肥料的稳定性明显增强,使得液体肥料在储存期间不会出现结晶或分层现象,也无需添加悬浮剂,从而能够有效提高肥料的利用率达95%以上。
(3)上述液体肥料的结晶温度较普通的液体肥料的结晶温度低5℃~10℃,适合江南所有地区以及长江以北大部分地区冬季储存及使用。
(4)上述液体肥料作为叶面肥使用时,由于其中的脲醛氮不会对作物叶面造成伤害,所以稀释后可以直接喷施。
一实施方式的液体肥料的制备方法,包括如下步骤:将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合,得到液体肥料,其中,石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种。
具体地,脲醛液体肥料和石墨烯基材料的质量比为1∶(0.0005~0.1)。将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤包括:将质量比为1∶(0.0005~0.1)的脲醛液体肥料和石墨烯基材料在80℃~99℃、pH为7.5~10.5的条件下混合20min~60min。
其中,采用氢氧化钠、氢氧化钾等碱性物质调节pH为7.5~10.5。
在其中一些实施例中,液体肥料的制备方法中还包括脲醛液体肥料的制备步骤。具体地,脲醛液体肥料的步骤包括:将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶(0.5~5)∶(0.05~0.5)混合,并调节pH为7.5~10.5,先在50℃~95℃下反应20min~120min,再升温至60℃~99℃下反应30min~60min,得到脲醛液体肥料。
具体地,甲醛可以以甲醛水溶液、聚甲醛或尿素甲醛预缩液的形式与尿素、氨混合。当甲醛以甲醛水溶液的形式与尿素、氨混合时,甲醛、尿素与氨的摩尔比指的是甲醛水溶液中的甲醛与尿素、氨的摩尔比。当甲醛以聚甲醛的形式与尿素、氨混合时,甲醛、尿素与氨的摩尔比指的是聚甲醛中的醛基分子与尿素、氨的摩尔比。当甲醛以尿素甲醛预缩液的形式与尿素、氨混合时,甲醛、尿素与氨的摩尔比指的是尿素甲醛预缩液与尿素、氨的摩尔比。尿素甲醛预缩液是一种改性甲醛,比甲醛更易于运输、储存,安全性也更高。
尿素可以为液体尿素,也可以是固体尿素。固体尿素可以为小颗粒尿素、大颗粒尿素或粉状尿素。当尿素为液体尿素时,甲醛、尿素与氨的摩尔比指的是甲醛、液体尿素中的尿素与氨的摩尔比。
氨可以为氨水、液氨或氨气。当氨为氨水时,甲醛、尿素与氨的摩尔比指的是甲醛、尿素与氨水中的氨的摩尔比。
具体地,先在50℃~95℃下反应20min~120min,再升温至60℃~99℃下反应30min~60min的步骤在搅拌下进行。通过搅拌使脲醛液体肥料的品质稳定且均匀。具体地,先在50℃~95℃下反应20min~120min,再升温至60℃~99℃下反应30min~60min的步骤之后,还包括降温的步骤。
在一些实施例中,将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤中,还加入了中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种。
在另一些实施例中,将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤之后,还包括加入中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种并混合的步骤。
中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种可以与脲醛液体肥料和石墨烯基材料一起混合,也可以在脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合后,再加入中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种并混合。
具体地,中微量元素包括钙元素、镁元素、硫元素、锌元素、硼元素、锰元素及铜元素中的至少一种。采用上述步骤,能够制备得到各种功能型的复合液体肥料。
磷肥及钾肥均为水溶性的。具体地,磷肥可以为磷酸二氢钾。钾肥为磷酸二氢钾、氯化钾或硝酸钾。通过上述步骤,能够制备得到同时含氮、磷及钾的复合肥料。
上述液体肥料的制备方法至少具有以下优点:
(1)上述液体肥料的制备方法简单,易于工业化生产。
(2)上述液体肥料的制备方法能够调节反应过程中的配比、pH及温度等,得到具有不同浓度及不同缓释周期的液体肥料。
以下为具体实施例部分:
需要说明的是,实施例和对比例中所用到的甲醛均以甲醛水溶液形式加入,尿素以小颗粒尿素形式加入,氨以氨水形式加入。
实施例1
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶0.5∶0.05混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为7.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至50℃反应120min,然后再将反应液升温至60℃反应60min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至80℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.0005将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为7.5,控制反应温度为80℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应60min,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例2
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶5∶0.5混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为10.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至95℃反应20min,然后再将反应液升温至99℃反应30min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至99℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.1将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为10.5,控制反应温度为99℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应20min,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例3
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶2∶0.1混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为9,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至80℃反应70min,然后再将反应液升温至85℃反应40min,得到脲醛液体肥料。
(2)将氧化石墨烯加热至90℃,按照脲醛液体肥料与氧化石墨烯的质量比为1∶0.005将氧化石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为9,控制反应温度为90℃,使氧化石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应40min,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例4
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶3∶0.3混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至85℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.01将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,控制反应温度为85℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应50min,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例5
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)取市售的脲醛液体肥料,型号为UF30。
(2)将石墨烯加热至85℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.01将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,控制反应温度为85℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应50min,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存120天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存180天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例6
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶3∶0.3混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至85℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.04石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,控制反应温度为85℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应50min。
(3)向反应结束后的料浆中加入钙元素和镁元素,混合均匀,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例7
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶3∶0.3混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至95℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.01将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,控制反应温度为95℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应50min。
(3)向反应结束后的料浆中加入磷酸二氢钾,混合均匀,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存120天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存180天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例8
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶3∶0.3混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为9.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至85℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.01将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为9.5,控制反应温度为85℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应50min。
(3)向反应结束后的料浆中加入氯化钾、硫元素及锌元素混合均匀,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存120天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存180天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例9
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶3∶0.3混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至85℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.01将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,控制反应温度为85℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应30min。
(3)向反应结束后的料浆中加入硼元素、锰元素和铜元素,混合均匀,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
实施例10
本实施例的液体肥料的制备过程具体如下:
(1)将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶1∶0.15混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
(2)将石墨烯加热至85℃,按照脲醛液体肥料与石墨烯的质量比为1∶0.01将石墨烯缓慢加入至脲醛液体肥料中,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,控制反应温度为85℃,使石墨烯与脲醛液体肥料在搅拌状态下进行螯合反应50min,然后将温度降至室温,得到液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存180天,液体肥料储存稳定,不析晶,不含固体。在20℃~25℃下储存360天仍未出现分层现象,无不溶物析出。
上述实施例1~实施例10的液体肥料的制备过程中的工艺参数如下表1所示。
表1各实施例的液体肥料的制备过程中的工艺参数
Figure BDA0002151472410000141
对比例1
对比例1的液体肥料为脲醛液体肥料,制备过程具体如下:
将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1∶3∶0.3混合,并加入氢氧化钠溶液调节pH为8.5,得到反应液。在搅拌状态下,将反应液升温至70℃反应80min,然后再将反应液升温至80℃反应45min,得到脲醛液体肥料。
上述液体肥料置于-20℃下储存90天即出现结晶。在20℃~25℃下储存180天后即出现分层现象,有不溶物析出。
对比例2
对比例2的液体肥料为市售的液体肥料,型号为UAN32(含氮量为32%的尿素硝铵溶液)。
上述液体肥料置于-2℃下储存1天即出现结晶。在20℃~25℃下储存180天后即出现分层现象,有不溶物析出。
对实施例1~实施例10及对比例1~对比例2得到的液体肥料中的总氮含量、铵态氮含量、酰胺态氮含量及脲醛氮含量分别进行测试,测试结果如下表2所示。其中,总氮含量测试依据GB/T 8572-2010中的测试方法,铵态氮、酰胺态氮的质量含量的测试方法依据NYT1116-2014中的方法,脲醛氮的质量含量的测试方法依据GB/T 34763-2017。
表2各实施例和对比例中的氮含量数据
Figure BDA0002151472410000151
测试实施例4~实施例10和对比例1~对比例2中的液体肥料在土壤中的N含量的缓释性能。具体方法如下:准确称量10mL液体肥料倒入100g土壤中,再加入100mL蒸馏水并在25℃下储存。每隔5天,测试土壤溶出液中的氮含量,并计算得到溶出液中的氮含量占液体肥料中的总氮含量的百分比,得到如下数据。
表3各实施例和对比例的液体肥料的缓释性能数据
Figure BDA0002151472410000161
从上表3中可以看出,实施例4~实施例10中制备的液体肥料中的氮含量至少在100天才能实现完全释放,具有良好的缓释效果,而对比例1和对比例2中的液体肥料中的氮含量分别在60天和15天即完全释放,缓释效果较实施例差。从实施例4和实施例6的对比可以看出,通过调节脲醛液体肥料和石墨烯的配比,可以调节液体肥料的缓释周期。上述实验结果均表明,采用脲醛液体肥料和石墨烯为原料制备液体肥料,液体肥料的稳定性好,在-20℃下能够稳定储存至少120天。且通过调节脲醛液体肥料和石墨烯的配比、制备过程中的pH、温度、时间等可以调节得到的液体肥料中的氮含量、缓释周期等,从而使液体肥料满足不同作物生长的需要。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种液体肥料,其特征在于,所述液体肥料包括脲醛液体肥料和石墨烯基材料,所述石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种;
所述脲醛液体肥料和所述石墨烯基材料的质量比为1:(0.0005~0.1),所述脲醛液体肥料中含有铵态氮、酰胺态氮和脲醛氮,在所述液体肥料中,所述铵态氮的质量含量为0.5%~6%,所述酰胺态氮的质量含量为3%~16%,所述脲醛氮的质量含量为10%~25%;
所述脲醛液体肥料的制备步骤包括:将甲醛、尿素、氨按照摩尔比为1:(0.5~5):(0.05~0.5)混合,并调节pH为7.5~10.5,先在50℃~95℃下反应20min~120min,再升温至60℃~99℃下反应30min~60min,得到所述脲醛液体肥料。
2.根据权利要求1所述的液体肥料,其特征在于,所述液体肥料中的氮元素的质量含量为10%~35%。
3.根据权利要求1或2所述的液体肥料,其特征在于,所述液体肥料中还包括中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的液体肥料,其特征在于,所述中微量元素包括钙元素、镁元素、硫元素、锌元素、硼元素、锰元素及铜元素中的至少一种。
5.一种如权利要求1~4任一项所述的液体肥料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合,得到液体肥料,其中,所述石墨烯基材料选自石墨烯及石墨烯衍生物中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的液体肥料的制备方法,其特征在于,所述将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤包括:将质量比为1:(0.0005~0.1)的所述脲醛液体肥料和所述石墨烯在80℃~99℃、pH为7.5~10.5的条件下混合20min~60min。
7.根据权利要求5所述的液体肥料的制备方法,其特征在于,所述将脲醛液体肥料和石墨烯基材料混合的步骤中,还加入了中微量元素、磷肥及钾肥中的至少一种。
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