CN112645742A - 一种液体纳米硅肥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为2‑8％的水溶液；B、将步骤A所得水溶液过阳离子树脂进行离子交换，得活性硅酸；C、将活性硅酸加入到反应釜中，添加碱液调整pH至9‑12；加热至80‑100℃，保温5min‑2h，得纳米硅溶液；D、将纳米硅溶液过阳离子树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；E、按铝盐：酸性纳米硅溶液质量比0.01‑0.5：100的比例，向酸性纳米硅溶液中加入铝盐，搅拌10min‑6h，得改性纳米硅溶液；F、向改性纳米硅溶液中加入适量的碱性pH调节剂，调整pH至3‑9，得液体纳米硅肥。本发明具有制备过程简单、环保，所得液体纳米硅肥具有pH值低的优点。

Description

一种液体纳米硅肥的制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种液体纳米硅肥的制备技术，属于化肥制备技术领域。
【背景技术】
硅是植物生长的重要元素，绝大部分植物体内均含有硅，特别是对于水稻、甘蔗等植物，硅的营养作用被认为仅次于氮、磷、钾居第四位。据有关检测表明，生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氮、磷、钾的总和。水稻、小麦、大麦、大豆、扁豆、茴香六种农作物的灰分中，硅磷钾钙等7种营养元素的氧化物占灰分80％以上，其中硅氧化物占16～61.4％。施用硅肥同时能改良土壤，矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。如红壤旱地属酸pH值4.5～5.2左右，缺少有机质和钙，容易板结。施硅肥可改良土性，加速熟化，有利于作物增产。
目前，市场上常见的水溶性硅肥主要有硅酸钠、硅酸钾、过二硅酸钠和偏硅酸钠等，属于速效性肥料，见效快，其缺点是pH值偏高，容易对作物产生腐蚀性。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是，提供一种低pH值的液体纳米硅肥的制备方法，该方法制备的液体纳米硅肥具有pH值低，制备过程简单、环保。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为2-8％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过阳离子树脂进行离子交换，得活性硅酸；所述阳离子树脂为磺酸基苯乙烯树脂、磺酸基丙烯酸树脂、羧基苯乙烯树脂、羧基丙烯酸树脂中的一种；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加碱液调整pH至9-12；加热至80-100℃，保温5min-2h，得纳米硅溶液；所述碱液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的一种；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过阳离子树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按铝盐：酸性纳米硅溶液质量比0.01-0.5：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入铝盐，搅拌10min-6h，得改性纳米硅溶液；所述铝盐为乙基铝、丁基铝、乙酸铝、甲酸铝、草酸铝、丙酸铝中的一种或它们的混合物；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的碱性pH调节剂，调整pH至3-9，得液体纳米硅肥；所述碱性pH调节剂为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水、三乙醇胺水溶液中的一种。
作为本发明的优选方案，所述步骤C中的pH值为10-11。
所述步骤C中的保温时间为10-60min。
本发明所述方法通过对水玻璃离子交换制备活性硅酸，然后水热法得到纳米硅溶液，然后通过铝改性得到稳定的低PH值液体纳米硅肥。具有制备过程简单、能耗低、环境友好、无污染、pH值较低的有益效果，克服了现有硅肥pH值偏高的技术缺陷。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为2％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过阳离子树脂进行离子交换，得活性硅酸；所述阳离子树脂为磺酸基苯乙烯树脂；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加氨水调整pH至9；加热至80℃，保温5min，得纳米硅溶液；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过磺酸基丙烯酸树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按乙基铝：酸性纳米硅溶液质量比0.01：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入乙基铝，搅拌10min，得改性纳米硅溶液；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的氢氧化钠水溶液，调整pH至3，得液体纳米硅肥。
实施例2：
一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为8％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过磺酸基丙烯酸树脂进行离子交换，得活性硅酸；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加氨水调整pH至12；加热至100℃，保温2h，得纳米硅溶液；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过羧基苯乙烯树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按丁基铝：酸性纳米硅溶液质量比0.5：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入丁基铝，搅拌6h，得改性纳米硅溶液；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的氢氧化钾水溶液，调整pH至9，得液体纳米硅肥。
实施例3：
一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为6％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过羧基苯乙烯树脂进行离子交换，得活性硅酸；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加氢氧化钾水溶液调整pH至10；加热至90℃，保温1h，得纳米硅溶液；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过羧基丙烯酸树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按乙酸铝：酸性纳米硅溶液质量比0.1：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入乙酸铝，搅拌2h，得改性纳米硅溶液；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的氨水，调整pH至5，得液体纳米硅肥。
实施例4：
一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为6％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过羧基丙烯酸树脂进行离子交换，得活性硅酸；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加硅酸钠水溶液调整pH至10；加热至95℃，保温30min，得纳米硅溶液；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过阳离子树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按甲酸铝：酸性纳米硅溶液质量比0.08：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入甲酸铝，搅拌5h，得改性纳米硅溶液；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的三乙醇胺水溶液，调整pH至6，得液体纳米硅肥。
实施例5：
一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为6％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过羧基丙烯酸树脂进行离子交换，得活性硅酸；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加硅酸钾水溶液调整pH至10；加热至95℃，保温10min，得纳米硅溶液；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过阳离子树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按草酸铝：酸性纳米硅溶液质量比0.08：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入草酸铝，搅拌5h，得改性纳米硅溶液；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的三乙醇胺水溶液，调整pH至6，得液体纳米硅肥。
实施例6：
一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为5％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过羧基苯乙烯树脂进行离子交换，得活性硅酸；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加氢氧化钾水溶液调整pH至11；加热至90℃，保温60min，得纳米硅溶液；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过羧基丙烯酸树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按丙酸铝：酸性纳米硅溶液质量比0.3：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入丙酸铝，搅拌2h，得改性纳米硅溶液；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的氨水，调整pH至4，得液体纳米硅肥。

Claims (3)

1.一种液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于采用以下步骤：
A、称取适量硅酸钠或硅酸钾或它们的混合物，添加到纯净水中，配制成氧化硅质量含量为2-8％的水溶液；
B、将步骤A所得水溶液过阳离子树脂进行离子交换，得活性硅酸；所述阳离子树脂为磺酸基苯乙烯树脂、磺酸基丙烯酸树脂、羧基苯乙烯树脂、羧基丙烯酸树脂中的一种；
C、将步骤B所得活性硅酸加入到反应釜中，然后添加碱液调整pH至9-12；加热至80-100℃，保温5min-2h，得纳米硅溶液；所述碱液为氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、硅酸钠水溶液、硅酸钾水溶液中的一种；
D、将步骤C所得纳米硅溶液过阳离子树脂进行离子交换，得酸性纳米硅溶液；
E、按铝盐：酸性纳米硅溶液质量比0.01-0.5：100的比例，向步骤D所得酸性纳米硅溶液中加入铝盐，搅拌10min-6h，得改性纳米硅溶液；所述铝盐为乙基铝、丁基铝、乙酸铝、甲酸铝、草酸铝、丙酸铝中的一种或它们的混合物；
F、向步骤E所得改性纳米硅溶液中加入适量的碱性pH调节剂，调整pH至3-9，得液体纳米硅肥；所述碱性pH调节剂为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水、三乙醇胺水溶液中的一种。
2.根据权利要求1所述液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于：所述步骤C中的pH值为10-11。
3.根据权利要求1所述液体纳米硅肥的制备方法，其特征在于：所述步骤C中的保温时间为10-60min。
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