[发明专利]一种叶面硅肥的制备方法及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种叶面硅肥的制备方法。

背景技术

二氧化硅溶胶一经发现就引起关注，纳米二氧化硅作为一种新兴的材料，它已经在宇航技术、电子、冶金、化学、生物和医学等领域广泛应用。而利用环境材料与生物纳米材料提高农作物抗病能力、抗逆性及其病虫害防治上的研究，正在形成独特的研究领域；并尝试在农业环境保护与植物保护上直接应用。近年来研究表明，硅可以提高植物对重金属毒害的抗性，利用方便且廉价，已引起人们的高度重视。施硅可明显缓解水稻重金属毒害，在镉污染土壤上施用富含硅的高炉渣对水稻的生物学产量和稻米产量并无显著影响，但稻米中镉的含量显著下降。硅作为植物有益元素可以缓解植物铝毒在高粱、大麦和大豆等作物上也已得到证实。而将稀土掺杂纳米二氧化硅直接喷施于农作物叶面，来提高农作物抗重金属性能、减少对重金属的吸收提高农产品品质还是一个全新的应用领域。

然而，目前市场上的硅溶胶主要针对建筑、电子、冶金、化学等领域，因此主要注重硅溶胶的粒径、年度、透光性能等指标，而对于其杂质尤其是重金属的含量没有引起足够重视，而硅溶胶一旦要应用到农作物及绿色食品领域，其杂质尤其是重金属含量就需要严格控制，以免造成二次污染。目前报道的多个硅溶胶专利，如CN96100907.1、CN200410014611.8、CN200410077963.8和CN200410091123.7等，虽然从不同方法上改进了硅溶胶的制备工艺，但是通过这些现有的方法所制备得到的硅溶胶，其重金属的含量仍较高。

尽管在化工领域已有一些去除重金属的方法，如去除水中、有机化合物中、硅酸盐中重金属的方法。但是在硅溶胶中，由于重金属自身易于碱性条件下形成沉淀，因此分离重金属离子就存在较大难度。目前还没有很好的方法纯化含有重金属的二氧化硅溶胶。采用何种方法来有效降低硅溶胶中的重金属含量，仍是一个未被解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高浓度、高纯度的叶面硅肥的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供通过该方法制备所得的叶面硅肥，其重金属含量甚微。

本发明的又一个目的在于提供该叶面硅肥的使用方法。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

本发明所涉及到的偏硅酸为原料制备的高浓度、高纯度纳米二氧化硅溶胶，其主要通过对活性硅溶液制的碱性和酸性粗硅溶胶，然后通过重金属螯合技术、渗析工艺去除对于农作物有害的重金属和钠离子，获得的纳米二氧化硅溶胶，即为高浓度高纯度叶面硅肥。

通过不同的具体操作方法，本发明可以制备出高浓度高纯度的碱性二氧化硅溶胶、或高浓度高纯度的酸性二氧化硅溶胶。

通过以下方法，可以获得高浓度高纯度的碱性二氧化硅溶胶：

(1)以偏硅酸为原料，加入碱溶液，加热制成高浓度偏硅酸盐溶液，再进行酸化处理得到pH值在2～4之间的活性硅酸溶液；

(2)将上述活性硅酸溶液滴加到浓度0.1～5M的碱溶液中混合，溶液直到pH为8～11，在30℃～90℃下搅拌反应，获得高浓度碱性二氧化硅溶胶；

(3)在上述高浓度碱性二氧化硅溶胶中加入人工螯合剂或天然螯合剂，其加入量超过其与重金属螯合反应所需量的120％；30～60℃加热搅拌反应，再进行2次以上渗析，直至无显著量重金属离子(小于0.05mg/kg)检出为止，获得高浓度高纯度碱性硅溶胶。

通过以下方法，可以获得高浓度高纯度的酸性二氧化硅溶胶：

(1)以偏硅酸为原料，加入碱溶液，加热制成高浓度偏硅酸盐溶液，再进行酸化处理得到pH值在2～4之间的活性硅酸溶液；

(2)将上述活性硅酸溶液滴加到碱溶液中混合，溶液直到pH为8～11，在30℃～90℃下搅拌反应2～24小时，获得高浓度碱性二氧化硅溶胶后，进一步进行离子交换处理，再加入酸溶液进行酸化，得到pH介于2～4之间的酸性二氧化硅溶胶。

(3)将上述酸性二氧化硅溶胶进行2次以上渗析，直至无显著量重金属离子检出为止，获得高浓度高纯度酸性硅溶胶。

具体可以通过以下的操作方法获得高浓度高纯度碱性硅溶胶和高浓度高纯度酸性硅溶胶：

1.高浓度二氧化硅粗溶胶的制备

1.1活性硅酸的制备