[发明专利]一种黄土基地质聚合物复合缓释肥料的制备方法

说明书

本发明涉及一种黄土基地质聚合物复合缓释肥料的制备方法，该方法是指：首先以碱激发黄土聚合得到黄土基开孔地质聚合物；然后在多羟基高分子水溶液中加入所述黄土基开孔地质聚合物，搅拌后，加入氮肥，继续密封搅拌0.5~2 h，再加入交联剂溶液反应3~5 min，得到胶状物；将所述胶状物注入凝胶模具，于60℃干燥36 h，即制得黄土基地质聚合物复合缓释肥料。本发明工艺简单，成本低廉，所制得的黄土基地质聚合物复合缓释肥料不仅具有良好的缓释性能，而且具有一定的吸水保水性能，为在化学与农业的跨界应用中提供了一种思路和新型缓释肥料的合成方法，具有较强的实用性和推广性。

技术领域

本发明涉及农业材料领域和复合材料科学技术领域，尤其涉及一种黄土基地质聚合物复合缓释肥料的制备方法。

背景技术

目前，我国农业生产严重依赖于化肥，但是氮肥的总体利用率仅有30％～35％，其它约30％以上由淋失、挥发、地表径流等损失，约30％左右被微生物分解消耗。多余的肥料会被浪费，造成肥料的利用率较低，尤其是氮肥利用时存在损失特别严重的问题。而肥料利用率的低下，不仅仅直接对经济造成损失，而且流失的肥料往往是进入土壤和水体中，造成地表富营养化、地下水严重污染等问题。因此，有关缓释肥料的研究对于农业产业化发展具有重要的意义。

缓释肥料又称缓效肥料或控释肥料，其肥料中含有养分的化合物在土壤中释放速度缓慢或者养分释放速度可以得到一定程度的控制以供作物持续吸收利用。使用缓释肥料可以减少肥料养分特别是氮素在土壤中的损失，减少施肥作业次数，节省劳力和费用，还能避免发生由于过量施肥而引起的对种子或幼苗的伤害。因此，已相继开发出一系列的缓控释肥新产品：如涂层尿素、胶粘肥料、亲水性聚合物肥料以及废塑料膜包膜肥、生物质包膜肥料（CN 107473805 A）、高聚物缓释土壤改良材料（CN 105439682 A），但以上缓控释肥仍存在许多不足：生产成本太高、工艺复杂、品种和功能相对单一、价格过高、无法大面积推广、缓控释性能不稳定或缓控释材料在土壤中难生物降解，从而限制了缓控释肥料的推广应用。因此，开发新型、高效、廉价、绿色环保的缓释肥料材料已成为目前研究的关键。

地质聚合物是一种碱激发的非晶态硅铝酸盐材料，与普通硅酸盐胶凝材料相比，具有原料来源广泛、成本低廉、环境污染小（基本不排放CO₂）、节约能源、气孔率高等优点。尤其是地质聚合物的孔状结构，能有效地将被载对象吸附固定在孔结构中。由于具有诸多优异的性能，其研究领域被大大拓宽，逐渐从常规实验制备转向更具体的应用研究，如用作建筑防火耐热保温材料（CN 105621911 A）、发泡多孔材料、水处理、空气净化、重金属固化、催化剂载体和核废料固封等。但目前地聚物材料的制备以粘土（如：高岭土）为主，成本高，功能单一且应用范围窄。

黄土是一种典型的天然硅酸盐无机矿物原材料，主要分布在世界中纬度地区，占地面积可达64万 km²，结构表现为疏松、多孔隙、质地均一、易渗水，伴随有多种可溶性物质，由于属于湿陷性土壤，对水土保持、植被覆盖有着大为不利的影响。因此，如何实现黄土资源利用是固化聚合物一个重要的研究和应用方向。黄土的主要成分有SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃等，将黄土代替黏土矿物制成各种工业用品，而如何利用黄土代替黏土制备地聚物碱性胶凝材料，将具有重大的环境资源现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低廉的黄土基地质聚合物复合缓释肥料的制备方法。