尿素及其制备方法技术

一种纳米尿素，其特征在于：该纳米尿素包括以下组分及含量（重量％）：氢醌０．０１－５％、氰氨化钙０．０１－１０％、尿素８５－９９．９８％；其中，所述的纳米尿素包含芯和壳，芯包括氰氨化钙，壳包括尿素和氢醌。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
纳米尿素及其制备方法
本专利技术涉及一种化学肥料，尤其涉及一种纳米尿素及其制备方法。
技术介绍
尿素是目前广泛使用的化学肥料。尿素的分子式为CO(NH2)2，尿素作为肥料使用时，在土壤中先水解成NH3和NH4+，二者达到平衡。当有充足的O2时，则NH4+易被硝化成亚硝态氮NO3-，同时尿素水解能使土壤中的pH值上升，因而使NH3更易挥发。所形成的亚硝态氮通过反硝化作用引起尿素氮的气体损失并对地下水造成亚硝酸盐的污染。尿素在土壤中的水解速度主要取决于存在于土壤中的脲酶和硝化细菌等微生物菌群的作用强弱。在温度和pH值等条件适宜的情况下，脲酶和微生物菌群的作用就强，尿素分解成NH3、NH4+、NO2-和NO3-也就快，而NH4+和NO3-正是植物所需要的，如果分解过快，则不能被植物充分吸收，所剩部分易转化成NH3、NO2-而挥发损失，或径流损失。因此，选择适宜的脲酶抑制剂和硝化抑制剂来控制脲酶和硝化细菌等微生物菌群的活性，即可达到有效减缓尿素水解的速度，使尿素在土壤中的有效期延长，减少流失及污染，提高尿素利用率达30-40％。研究表明，尿酶抑制剂氢醌(HQ)在延缓尿素水解、减少NH3挥发损失中的作用是显著的，但是，氢醌的作用时间较短，且受环境、土壤等因素的影响，它只对尿素的水解产生抑制，对尿素水解成NH3、NH4+后的硝化和反硝化作用并不相关。研究还表明，氰氨化钙(CaCN2，又称石灰氮)能有效抑制硝化细菌等微生物菌群的硝化和反硝化作用，进而达到在后期减缓尿素分解速度，减少生成硝酸盐和亚硝酸盐(致癌物)，从而减少尿素在土壤中的流失，使更多的铵态氮NH4+能较长时间滞留在土壤中。氰氨化钙是一种硝化抑制剂。同时由-->于钙的作用，可强壮作物果实，并防止土壤结块变质。实验还表明，含有氰氨化钙的尿素对土壤及水的污染比普通尿素要少四分之一。由上可知，尿酶抑制剂和硝化抑制剂的组合是调节尿素氮转化的有效生物化学途径。通过对尿素氮在土壤中转化途径和土壤酶学调控的研究，证明尿酶抑制剂氢醌和硝化抑制剂氰氨化钙可以延缓尿素水解、提高土壤中的吸附态NH4+量、抑制NH4+氧化、减少NH3挥发和温室气体N2O及CH4的大气排放，并可增加作物的氮吸附量，进而提高作物的产量。
技术实现思路
本专利技术的目的，是为了提供一种能大大提高尿素的肥效并减少其污染的纳米尿素及其制备方法。本专利技术所采取的技术措施是：一种纳米尿素，该纳米尿素包括以下组分及含量(重量％)：氢醌0.01-5％、氰氨化钙0.01-10％、尿素85-99.98％；其中，所述的纳米尿素包含芯和壳，芯包括氰氨化钙，壳包括尿素和氢醌。上述纳米尿素，其中，还包括微量的至少一种非氮植物养分。上述纳米尿素，其中，还包括微量的至少一种非氮植物养分和微量的至少一种含氮化合物。上述纳米尿素，其中，所述的非氮植物养分选自钾、磷、铁、锌、锰、铜、硼、镁、钼或硫的易溶盐及它们的混合物。上述纳米尿素，其中，所述的含氮化合物选自硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸铵钙、单磷酸铵、柠檬酸铵、双磷酸铵及它们的混合物。一种上述纳米尿素的制备方法，该方法包括以下步骤：A、向容器内投入85-99.98％(重量)的熔融尿素或相当的浓缩尿液，然后加入氢醌0.01-5％(重量)，搅拌均匀，得尿素氢醌混合液；B、控制容器内的温度在50-250℃之间，压力在0.1-8Mpa之间，将步骤A所得混合液喷涂到0.01-10％(重量)的氰氨化钙颗粒上，形成纳米尿素。上述纳米尿素的制备方法，其中，所述的氰氨化钙颗粒的直径在0.1毫米到2毫米之间。上述纳米尿素的制备方法，其中，在所述的步骤A中，还向熔融尿素或相-->当的浓缩尿液中加入微量的至少一种非氮植物养分或者微量的至少一种非氮植物养分和微量的至少一种含氮化合物；所述的非氮植物养分选自钾、磷、铁、锌、锰、铜、硼、镁、钼或硫的易溶盐及它们的混合物；所述的含氮化合物选自硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸铵钙、单磷酸铵、柠檬酸铵、双磷酸铵及它们的混合物。上述纳米尿素的制备方法，其中，所述的氢醌、氰氨化钙与尿素均质混合。本专利技术的纳米尿素由于在其配方中使用了尿酶抑制剂氢醌和硝化抑制剂氰氨化钙，可以延缓尿素水解、提高土壤中的吸附态NH4+量、抑制NH4+氧化、减少NH3的挥发和N20及CH4的排放，并可增加作物的氮吸附量，从而提高农作物的产量。实验证明，在不下雨的情况下，脲酶阻止尿素挥发的作用可持续7天。水解的延缓阻止了尿素分子向氨的迅速转换；氰氨化钙进一步减缓了铵离子向亚硝酸盐和硝酸盐的转换。这使更多的稳定的铵态氮能延续更长的时间，铵态氮是植物生长必须的重要养分，尿素添加特定成分后，减少了由于流失和反硝化作用而带来的损失。实践证明，纳米尿素是具有更高氮利用率的新型颗粒尿素，其含氮量不低于46％，它特有的成分结构使之能提高氮的利用率。具体实施方式实施例1向容器内投入99.98％(重量)的熔融尿素或相当的浓缩尿液，然后加入氢醌0.01％(重量)(必要时加入微量的至少一种非氮植物养分或者微量的至少一种非氮植物养分和微量的至少一种含氮化合物)，搅拌均匀，制成尿素氢醌混合液。控制容器内的温度在50-250℃之间，压力在0.1-8Mpa之间，将上述混合液喷涂到0.01-10％(重量)的氰氨化钙颗粒上，在氰氨化钙颗粒上生成迷阵状的纳米粒子复合膜，将氰氨化钙颗粒嵌于薄膜中，即得本专利技术的纳米尿素。与使用纯尿素相比，在同样施肥条件下，使用本实施例的纳米尿素可使皮棉增产15.47％，见表1。                            表1-->施用肥料皮棉产量(kg/ha)增产(％)尿素107.57 -纳米尿素124.22 15.47实施例2向容器内投入92.5％(重量)的熔融尿素或相当的浓缩尿液，然后加入氢醌2.5％(重量)(必要时加入微量的至少一种非氮植物养分或者微量的至少一种非氮植物养分和微量的至少一种含氮化合物)，搅拌均匀，制成尿素氢醌混合液。控制容器内的温度在50-250℃之间，压力在0.1-8Mpa之间，将上述混合液喷涂到5％(重量)的氰氨化钙颗粒上，得本专利技术的纳米尿素。与使用纯尿素相比，在同样施肥条件下，使用本实施例的纳米尿素可使皮棉增产0.89％，见表2。                 表2施用肥料皮棉产量(kg/ha)增产(％)尿素106.9 -纳米尿素107.86 0.89实施例3向容器内投入85％(重量)的熔融尿素或相当的浓缩尿液，然后加入氢醌5％(重量)(必要时加入微量的至少一种非氮植物养分或者微量的至少一种非氮植物养分和微量的至少一种含氮化合物)，搅拌均匀，制成尿素氢醌混合液。控制容器内的温度在50-250℃之间，压力在0.1-8Mpa之间，将上述混合液喷涂到10％(重量)的氰氨化钙颗粒上，得本专利技术的纳米尿素。与使用纯尿素相比，在同样施肥条件下，使用本实施例的纳米尿素可使皮棉增产1％，见表3。               表3施用肥料皮棉产量(kg/ha)增产(％)尿素106.97 -纳米尿素108.07 1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1、一种纳米尿素，其特征在于：该纳米尿素包括以下组分及含量(重量％)：氢醌0.01-5％、氰氨化钙0.01-10％、尿素85-99.98％；其中，所述的纳米尿素包含芯和壳，芯包括氰氨化钙，壳包括尿素和氢醌。2、根据权利要求1所述的纳米尿素，其特征在于：还包括微量的至少一种非氮植物养分。3、根据权利要求1所述的纳米尿素，其特征在于：还包括微量的至少一种非氮植物养分和微量的至少一种含氮化合物。4、根据权利要求2或3所述的纳米尿素，其特征在于：所述的非氮植物养分选自钾、磷、铁、锌、锰、铜、硼、镁、钼或硫的易溶盐及它们的混合物。5、根据权利要求3所述的纳米尿素，其特征在于：所述的含氮化合物选自硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸铵钙、单磷酸铵、柠檬酸铵、双磷酸铵及它们的混合物。6、一种权利要求1所述纳米尿素的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：A、向容器内投入85-99.98％(重量)的熔融尿素或相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王自强，
申请(专利权)人：浩华上海投资顾问有限公司，
类型：发明
国别省市：