控缓释型磷的补磷剂及制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种控缓释型磷的补磷剂及制备方法和用途，它是一种含活性磷的双金属氧化物。按重量百分比计，磷在双金属氧化物中的含量为５～３０％。其制备方法是，将水滑石煅烧到４５０～５５０℃得到双金属氧化物，利用双金属氧化物通过层状结构重建吸附阴离子的性质来搭载磷酸根或磷酸氢根离子，经过滤、干燥、粉碎制成。由于双金属氧化物具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性、层间可交换性、高表面活性和大比表面积等特点，使之对所负载的磷具有控缓释作用，从而大大提高了磷的吸收利用率，降低了磷资源浪费和磷对环境的污染；而且以双金属氧化物为载体的补磷剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。

【技术实现步骤摘要】
控缓释型磷的补磷剂及制备方法和用途
本专利技术涉及一种控缓释型磷的补磷剂及制备方法和用途。
技术介绍
磷是动物体内含量较多的矿物元素之一，其需要量仅次于钙，在动物生长、发育中占有重要地位。其中占总磷85～88％的磷存在于骨骼和牙齿中，与钙一起维持骨骼和牙齿的正常硬度。而且磷还作为高能磷酸键和磷酸肌酸的组分，参与机体的能量代谢，磷以磷脂的方式参与脂类物质、脂溶性维生素的吸收和细胞膜的构成，并作为遗传物质和一些酶的组成成分，参与机体的许多重要生命过程。日粮中磷缺乏或不足会引起动物生长缓慢或停滞，发生骨病，严重时导致死亡等严重后果。猪和禽类等单胃动物和鱼类消化道内缺乏水解植酸的植酸酶，对植物性饲料中磷的利用率较低，必须通过添加磷源来满足畜禽磷的需要。饲料中常用的磷源包括骨粉和磷酸盐类。骨粉是由动物的骨加工而成，在饲料中当作钙、磷补充物使用，但因成分变化大，来源不稳定，而且常有异臭，更有的动物骨收购者因避免蝇蛆繁殖，常喷洒一些药剂而致使骨粉带毒，在国外饲料工业上认为骨粉类是引发疯牛病的直接原因，所以其使用量逐渐减少。磷酸盐类主要包括磷酸二氢钙，磷酸氢钙，磷酸三钙等。磷源的生物学效价不仅影响养殖经济效益，而且不能被动物吸收的磷将随粪便排出体外，造成磷资源浪费和磷对环境的污染。双金属氧化物是一种由两种不同价态的金属氧化物组成的人工合成物，简称LDO(Layered Double Oxides)。它具有类似于水镁石(Mg(OH)2)的层状结构，其前身为水滑石类化合物，亦被称为阴离子粘土。水滑石的化学结构通式为：            M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]其中M2+为Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+等二价金属阳离子；M3+为Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+等三价金属阳离子；An-为CO32-，Cl-，NO3-，SO42-等阴离子；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。以上结构式可以看作是水镁石中的二价金属阳离子被三价金属阳离子部分替代的产物，为平衡结构层的正电荷，在结构层之间又充填了阴离子，此外还有水分子。已有较多文献报道了水滑石的制备方法，如共沉淀法或水热法等。水滑石在450℃～550℃下煅烧将破坏其层状结构，得到混合的双金属氧化物(LDO)。双金属氧化物能通过吸附环境中的阴离子和水分子来恢复重建水滑石结构，且因具有较大的比表面积和孔体积，容易接受客体。焙烧后的双金属氧化物比其前驱物有更大的比表面积，且-->具有结构“记忆”效应，即在水环境中重新吸收阴离子使其恢复原有的层状结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控缓释型磷的补磷剂及制备方法和用途。控缓释型磷的补磷剂是一种含活性磷的双金属氧化物，按重量百分比计，磷在双金属氧化物中的含量为5～30％。控缓释型磷的补磷剂的制备方法步骤如下：1)将水滑石在450～550℃温度下煅烧，制得双金属氧化物，再研磨至大于400目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含磷量为双金属氧化物重量6～35％的磷酸盐，预先配置成0.1～1.0mol/L的磷酸盐水溶液，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应5～10小时；3)步骤2)的悬浮浆液离心或过滤脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型磷的补磷剂专利技术中使用的水滑石可以是市售商品，也可以根据现有技术制备，其制备技术是众所周知的。水滑石化学结构通式为：[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，其中，二价金属离子M2+为Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+中的任何一种，三价金属离子M3+为Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+中的任何一种；An-为CO32-，Cl-，NO3-，SO42-中的任何一种；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。双金属氧化物为将水滑石在450～550℃温度下煅烧而成。本专利技术制备方法中，所说的磷酸盐可以是磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢钠或者磷酸氢钾。制备方法的浆液脱水工艺，可因地制宜，选用离心或过滤等方法进行脱水。脱水后所得的滤饼可使用常规烘干设备干燥。烘干后的控缓释型磷的补磷剂为块状，可选用常规粉碎设备粉碎至粒度大于300目。控缓释型磷的补磷剂用作畜禽、水产动物、牛羊的补磷饲料添加剂。本专利技术的优点是：(1)利用双金属氧化物通过吸附磷酸根阴离子来恢复重建水滑石结构层状结构的性质来负载磷，实施方法简便，生产成本较低。(2)由于双金属氧化物具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性、层间可交换性、高表面活性和大比表面积等特点，使之对所负载的磷具有控缓释作用，从而大大提高了磷的吸收利用率，降低了磷资源浪费和磷对环境的污染。(3)以双金属氧化物为载体的补磷剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。具体实施方式本专利技术结合以下实例作进一步的说明。实施例1-->1)将市售的水滑石在450℃温度下煅烧，制得双金属氧化物，再研磨至400目，加水搅拌均匀，制成浓度为10％的悬浮浆液；2)将含磷量为双金属氧化物重量6％的磷酸钠，预先配置成0.1mol/L的磷酸钠水溶液，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应5小时；3)步骤2)的悬浮浆液离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至300目，得到控缓释型磷的补磷剂。磷在双金属氧化物中的含量为5％。实施例21)将市售的水滑石在550℃温度下煅烧，制得双金属氧化物，再研磨至500目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％的悬浮浆液；2)将含磷量为双金属氧化物重量35％的磷酸钾，预先配置成1.0mol/L的磷酸钾水溶液，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应10小时；3)步骤2)的悬浮浆液过滤脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型磷的补磷剂。磷在双金属氧化物中的含量为30％。实施例3预备：根据“镁铝型水滑石水热合成”(谢晖，矫庆泽，段雪.应用化学，2001，18：70-72)的方法制备水滑石。1)将预备步骤中得到的水滑石在500℃温度下煅烧，制得双金属氧化物，再研磨至600目，加水搅拌均匀，制成浓度为5％的悬浮浆液；2)将含磷量为双金属氧化物重量20％的磷酸氢钠，预先配置成0.5mol/L的磷酸氢钠水溶液，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应8小时；3)步骤2)的悬浮浆液离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型磷的补磷剂。磷在双金属氧化物中的含量为17％。实施例4预备：根据“二元金属类水滑石的合成及其作为前驱体对NOx的吸附性能研究”(郭志强，倪哲明，俞卫华，王力耕，葛忠华.材料科学与工程学报，2004，22(6)：878-880)的方法制备水滑石。1)将预备步骤中得到的水滑石在480℃温度下煅烧，制得双金属氧化物，再研磨至500目，加水搅拌均匀，制成浓度为6％的悬浮浆液；2)将含磷量为双金属氧化物重量15％的磷酸氢钾，预先配置成0.8mol/L的磷酸氢钾水-->溶液，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应6小时；3)步骤2)的悬浮浆液离心脱水；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控缓释型磷的补磷剂，其特征在于它是一种含活性磷的双金属氧化物，按重量百分比计，磷在双金属氧化物中的含量为５～３０％。

【技术特征摘要】
1.一种控缓释型磷的补磷剂，其特征在于它是一种含活性磷的双金属氧化物，按重量百分比计，磷在双金属氧化物中的含量为5～30％。2.根据权利要求1所述的一种控缓释型磷的补磷剂，其特征在于，所说的双金属氧化物为将水滑石在450～550℃温度下煅烧而成。3.根据权利要求2所述的一种控缓释型磷的补磷剂，其特征在于，所说的水滑石化学结构通式为：[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，其中，二价金属离子M2+为Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+中的任何一种，三价金属离子M3+为Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+中的任何一种；An-为CO32-，Cl-，NO3-，SO42-中的任何一种；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。4.一种如权利要求1所述一种控缓释型磷的补磷剂的制备方法，其特征在于方法的步骤如下：1)将水滑石在450～550℃温度下煅烧，制得双金属氧化物，再研磨至大于400目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含磷量为双金属氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏枚生，胡彩虹，潘金敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]