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一种基于改性 碳性材料溶离质 肥料及其增效剂制备方法

阅读：915发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种基于改性碳性材料溶离质肥料及其增效剂制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于改性碳性材料溶离质肥料，它由化学肥料、改性碳性材料增效剂组成。所述的改性碳性材料增效剂在水溶液中具有特殊的离子属性，具有良好的聚集和富集作用，被称之为溶离质增效剂(简称为溶离质)，为改性石墨，所述改性石墨与化学肥料的重量比值为(0.1～3)：1000。与主体肥料(主要指单质化肥、复合肥以及有机肥之类的普通肥料)相比，将减少20-30％的大田肥料使用量，提高作物产量和品质，同时结构简单，增效剂持续时间长，不会对环境造成任何不良影响。，下面是一种基于改性碳性材料溶离质肥料及其增效剂制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于改性碳性材料溶离质肥料，其特征在于，由化学肥料、碳性溶离质增效剂组成，所述碳性溶离质增效剂为改性石墨，所述改性石墨与化学肥料的重量比值为(0.1-3)：
1000。
2.根据权利要求1所述的一种基于改性碳性材料溶离质肥料，其特征在于，所述改性石墨与化学肥料的重量比值为(1.5-2)：1000。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于改性碳性材料溶离质肥料，其特征在于，所述化学肥料为氮肥、磷肥、钾肥、微肥和复合肥料中的一种或者几种。
4.一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：依次采用浓硫酸、浓盐酸、双氧水对100-200目的石墨进行第一次表面化学修饰，清洗烘干，每10斤的所述石墨需要25升浓硫酸、20升的浓盐酸10升的双氧水。
步骤二：将步骤一得到的石墨在高锰酸钾、硝酸铵、冰醋酸和过氧醋酸混合溶液作用下进行第二次的修饰，清洗烘干；
步骤三：将步骤二得到的石墨依次进行球磨和湿磨，即得到粒径在100-200nm的改性石墨。
5.根据权利要求4所述的一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中每10公斤的石墨加入到50升的混合溶液中，混合液含有质量分数为2.5％高锰酸钾，2％硝酸铵，3％冰醋酸以及6％的过氧醋酸。
6.根据权利要求4所述的一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤一的具体步骤为在常温下，取100-200目石墨10公斤加入到反应釜中；加入25升浓硫酸，搅拌均匀；加入20升的浓盐酸，继续均匀搅拌；加入10升的双氧水，搅拌3个小时；静置50分钟，将上层的溶液尽量倒出并滤净，分别用50升去离子水清洗三遍，烘干待用。
7.根据权利要求4或6所述的一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，所述的浓硫酸质量浓度为98％、浓盐酸质量浓度为36-38％、双氧水质量浓度90-100％。
8.根据权利要求4所述的一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤二的具体步骤为取步骤一处理过的石墨粉末10公斤到40℃的反应釜中；加入最终质量浓度为2.5％的高锰酸钾，2％的硝酸铵，6％的过氧醋酸、3％的冰醋酸以及6％的过氧醋酸混合溶液，共计50公斤的混合液，均匀搅拌60分钟，使反应充分；除去表面的液体，并水洗至中性；抽滤，并烘干。
9.根据权利要求8所述的一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，所述过氧醋酸与冰醋酸的体积比为2：1。
10.根据权利要求4所述的一种碳性溶离质增效剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三的具体的步骤为将步骤二处理过的石墨加入到球磨机中，并添加0.1％的分散剂液，分散剂液与步骤二处理过石墨的重量比为7:3，在50rmp下湿磨8-12个小时。

说明书全文

一种基于改性碳性材料溶离质 肥料及其增效剂制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及肥料增效剂，具体的涉及一种基于改性碳性材料溶离质肥料及其增效剂制备方法。

背景技术

[0002] 肥料增效剂是一类以增加养分有效性为目的的活性物质，它通过固持肥料中的有效成分，并激活土壤中难以利用的各种微量元素，增加对作物养分的供给，并在调节植物生理功能中起到一定作用。将它添加到常规肥料中，可以适当减少肥料施用量，提高肥料的利用效率。

[0003] 目前常用的肥料增效剂有复硝酚钠、alpha-萘乙酸钠、胺鲜酯(DA-6)以及聚天冬氨酸等。肥料增效剂在一定条件下具有促进养分有效性和提高养分利用率的作用。比如，复硝酚钠适用于一切农作物，适用于一切肥料，包括叶面肥、复合肥、冲施肥基肥、底肥等。它能促进植物吸收多种营养成份，增强植株的活力，抵御植株衰败，化解pH壁垒效应，改变酸碱度，使植物在适宜的酸碱条件下提高有机和无机肥料的有效性，克服厌肥症，使植物喜爱吸收，同时增加肥料的渗透、粘着、展着力、打破植物自身限制，增强肥料进入植物体内的能力，和增加植物对肥料的利用速度，刺激植物不再搁肥。

[0004] 但这几种增效剂，存在几种缺点，1)可能会受温度限制，低温会影响实际的效果；2)易受肥料酸碱度的影响；3)一些敏感的作物容易出现药害；4)持续时间较短，一般不超过
30天；5)结构相对复杂，毒理作用在短期内还不能完全研究清楚。其中数种增效剂已被国家明文禁止使用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于：针对上述现有的增效剂持续时间短以及结构相对复杂的现象导致的肥料的增效剂使用范围受限的问题，本发明提供一种基于改性碳性材料环保的溶离质肥料。

[0006] 本发明的另一个目的是提供一种碳性溶离质增效剂的制备方法。

[0007] 本发明采用的技术方案如下：

[0008] 一种基于改性碳性材料溶离质肥料，由化学肥料、碳性溶离质增效剂组成，所述碳性溶离质增效剂为改性石墨，所述改性石墨与化学肥料的重量比值为(0.1-3)：1000。

[0009] 碳性材料是指肥料添加剂是把单质碳微粒作为基础，对其进行修饰之后，将其添加到各种肥料中以提高肥效的一种技术，使其具有溶离质效应。溶离质效应是指肥料添加剂微小颗粒(碳性)会自动分散在液相之中，由于其带有一定量的电荷，能通过电荷基团把一些营养元素吸附簇集起来，增加肥料的固持量，减少肥料的流失，提高肥料的利用率和土壤中各种微量元素离子的浓度的现象。

[0010] 优选的，所述改性石墨与化学肥料的重量比值为(1.5-2)：1000。

[0011] 优选的，所述化学肥料为氮肥、磷肥、钾肥、微肥和复合肥料中的一种或者几种。

[0012] 一种碳性溶离质增效剂的制备方法，包括以下步骤：

[0013] 步骤一：依次采用浓硫酸、浓盐酸、双氧水对100-200目的石墨进行第一次表面化学修饰，清洗烘干，每10斤的所述石墨需要25升浓硫酸、20升的浓盐酸10升的双氧水；

[0014] 步骤二：将步骤一得到的石墨在高锰酸钾、硝酸铵、冰醋酸和过氧醋酸混合溶液作用下进行第二次的修饰，清洗烘干；

[0015] 步骤三：将步骤二得到的石墨依次进行球磨和湿磨，即得到粒径在100-200nm的改性石墨。

[0016] 优选的，所述步骤二中每10公斤的石墨加入到50升的混合溶液中，混合液含有质量分数为2.5％高锰酸钾，2％硝酸铵，3％冰醋酸6％的过氧醋酸。

[0017] 优选的，所述的步骤一的具体步骤为在常温下，取100-200目石墨10公斤加入到反应釜中；加入25升浓硫酸，搅拌均匀；加入20升的浓盐酸，继续均匀搅拌；加入10升的双氧水，搅拌3个小时；静置50分钟，将上层的溶液尽量倒出并滤净，分别用50升去离子水清洗三遍，烘干待用。

[0018] 优选的，所述的浓硫酸质量浓度为98％、浓盐酸质量浓度为36-38％、双氧水质量浓度90-100％。

[0019] 优选的，所述的步骤二的具体步骤为取步骤一处理过的石墨粉末10公斤到40℃的反应釜中；加入50升已经配制好的含质量分数为2.5％高锰酸钾，2％硝酸铵，3％冰醋酸以及6％过氧醋酸混合溶液，均匀搅拌60分钟，使反应充分；除去表面的液体，并水洗至中性；抽滤，并烘干。

[0020] 优选的，所述过氧醋酸与冰醋酸的体积比为2：1。

[0021] 优选的，所述步骤三的具体的步骤为将步骤二处理过的石墨加入到球磨机中，并添加0.1％的分散剂液，分散剂液与步骤二处理过石墨的重量比为7:3，在50rmp下湿磨8-12个小时。

[0022] 进一步的，根据不同的施肥对象，将改性石墨按净质量比0.1-3‰(改性石墨：肥料)添加到目标肥料之中，总水分重不超过3％的比例，充分混合均匀，直接装袋以备大田施用，或者采用冷挤压造粒成型或高塔造粒成型之后在装袋以备大田施用。

[0023] 相较于现有技术，本发明的有益效果是：

[0024] 1.通过对100-200目石墨进行表面化学修饰以及研磨到一定的100-200nm的粒径得到的改性石墨，改性石墨具有明显的溶离质效应，结构简单，增效剂持续时间长。且按净质量比0.1-3‰(改性石墨：肥料)添加到目标肥料之中与主体肥料(主要指单质化肥、复合肥以及有机肥之类的普通肥料)相比，将减少20-30％的大田肥料使用量，并会提高作物产量和品质。

[0025] 2.本申请的碳性溶离质肥料的使用范围广，适用于蔬菜、根茎植物以及粮食作物，使用该肥料后，蔬菜的增产幅度大约在15-25％，根茎植物在10-15％，粮食作物和水果在5-10％，增产效果明显而且稳定。

[0026] 3.采用该技术方法碳性溶离质肥料可减少施用化肥，可避免过多施用化肥所引起的肥害现象。

[0027] 4.本发明直接通过采用100-200目石墨进行改性，与生物碳(指由果壳、农作物等通过一定的工艺制备得到的)相比，提高了碳性溶离质肥料的稳定性，同时适用于蔬菜、根茎植物以及粮食作物等更多的农作物，且进一步的降低了生产的成本。

[0028] 5.使用本申请每亩的肥料成本将与普通肥料持平，或者略低于普通肥料，但净收益较高。虽然碳性溶离质肥料成本比普通的肥料成本高出20％，但由于少使用20-30％的肥量且增产出来的效果将会使种植户的净收益增高，因此碳性溶离质肥料产生了较大的市场价值。

具体实施方式

[0029] 本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0030] 实施例1

[0031] 一种碳性溶离质增效剂的制备方法，由以下步骤制得：

[0032] 步骤一：在常温下，取100-200目石墨10公斤加入到反应釜中；加入25升98％的浓硫酸，均匀搅拌；加入20升的浓盐酸(质量浓度为36-38％)，继续均匀搅拌；加入10升的双氧水(90-100％)，搅拌3个小时；静置50分钟，将上层的溶液尽量倒出并滤净，分别用50升去离子水清洗三遍，烘干待用；

[0033] 步骤二：取用上述方法处理和烘干后的石墨粉末10公斤到40℃的反应釜中；加入60升已经配制好的含2.5％高锰酸钾(KMnO4，99％)，2％硝酸铵(NH4NO3，>99％)的3％冰醋酸(CH3COOH,98％)以及6％过氧醋酸(CH3COOOH,16-20％混合溶液(按体积比，过氧醋酸：冰醋酸为2：1)；均匀搅拌60分钟，使反应充分；除去表面的液体，并水洗至中性；抽滤，并烘干；

[0034] 步骤三：将上述的石墨材料加入到球磨或者砂磨机中，并添加0.1％的分散剂液，分散剂液与石墨的重量比为7:3，50rmp，湿磨8-12个小时；

[0035] 其中磨球采用氧化锆磨球，大球Φ1mm,中球Φ0.6-0.8mm，小球Φ0.05mm，大中小球的比列按重量比为3:4:3进行配置，粉体加分散剂的总质量与磨球的总质量比为1:5；收集石墨以备用；

[0036] 湿磨；即得到改性石墨的增效剂。

[0037] 步骤四：根据不同的施肥对象，将改性石墨按净质量比0.11-3‰(改性石墨：肥料)添加到目标肥料之中，总水分重不超过3％的比例，充分混合均匀，直接装袋以备大田施用，或者采用冷挤压造粒成型或高塔造粒成型之后在装袋以备大田施用。

[0038] 实施例2

[0039] 表1苹果种植对比表

[0040]

[0041] 由表1可知，在品种、种植面积、树龄、采摘时间、施肥次数相同的条件下，红富士苹果在使用本申请的溶离质复合肥比象牌复合肥少使用20-30％施肥量的情况下，红富士苹果增产11％。

[0042] 实施例3

[0043] 表2玉米种植对比表

[0044]

[0045] 由表2可知，在玉米品种、种植面积、种植时间、收割时间、施肥次数相同的条件下，玉米在使用本申请的溶离质复合肥比象牌复合肥少使用20-30％施肥量的情况下，玉米增产16％，且玉米的杆径直径、杆径高度以及叶片色泽更好。

[0046] 实施例4

[0047] 表3 马铃薯种植对比表

[0048]

[0049] 由表3可知，在马铃薯品种、种植面积、种植时间、收割时间、施肥次数相同的条件下，马铃薯在使用本申请的溶离质复合肥比象牌复合肥少使用20-30％施肥量的情况下，马铃薯增产22.5％，且马铃薯色泽为白黄。

[0050] 实施例5

[0051] 表4茄子种植对比表

[0052]

[0053]

[0054] 由表5可知，在茄子品种、种植面积、种植时间、收割时间、施肥次数相同的条件下，茄子在使用本申请的溶离质复合肥比象牌复合肥少使用20-30％施肥量的情况下，茄子增产20％。

[0055] 实施例6

[0056] 表5花椒种植对比表

[0057]

[0058]

[0059] 由表5可知，在花椒品种、种植面积、树龄、收割时间、施肥次数相同的条件下，花椒在使用本申请的溶离质复合肥比象牌复合肥少使用20-30％施肥量的情况下，花椒增产12％。

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