一种阴离子响应型控释硒肥、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种阴离子响应型控释硒肥、制备方法及应用，选取天然凹凸棒矿土作为原料，粉碎、研磨、筛选，制备纳米凹凸棒土粉末；将纳米凹凸棒土粉末分散到水溶液中，搅拌离心后，收集纯化后的纳米凹凸棒土，烘干备用；将纯化的纳米凹凸棒土加入至乙醇溶液中，搅拌加入氨基丙基三乙氧基硅烷后继续搅拌，然后加入聚乙烯亚胺，水浴搅拌，离心，干燥，收集固体纳米粉末；将改性纳米凹凸棒土分散到Na2SeO3溶液中，室温振荡、离心、烘干，得到阴离子响应的控释硒肥。本发明专利技术的制备工艺简单，成本低廉，容易规模化生产，制备的控释硒肥对阴离子响应性高，可大幅提高硒肥利用效率，且环境友好，无二次污染，减少硒在土壤中的淋失、退化和对环境的污染。

Anion response type controlled-release selenium fertilizer, preparation method and application thereof

The invention discloses an anion response type controlled-release selenium fertilizer, preparation method and application of selected natural attapulgite clay as raw material, crushing, grinding, screening, preparation of nano attapulgite powder; nano attapulgite powder dispersed in the aqueous solution, stirring after centrifugation, collecting nano attapulgite soil, after purification and drying for standby; the nano Attapulgite added to the purified ethanol solution, stirring aminopropyltriethoxysilane after stirring, then add polyethyleneimine, water bath stirring, centrifugation, drying, collecting solid nano powder; modified nano attapulgite dispersed in Na2SeO3 solution at room temperature. Oscillation, centrifugation, drying, release of selenium anion response control. The invention has the advantages of simple preparation process, low cost, easy to scale production, the preparation of controlled release fertilizer on selenium anion response is high, can greatly improve the selenium fertilizer utilization efficiency, and environmental friendly, no two pollution, and reduce leaching of Se in soil degradation and pollution of the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种阴离子响应型控释硒肥、制备方法及应用
本专利技术涉及一种肥料，尤其涉及的是一种阴离子响应型控释硒肥、制备方法及应用。
技术介绍
硒是植物生长所需的一种有益元素，硒能刺激植物的生长发育、种子萌发和提高根系活力，促进营养的吸收和植物新陈代谢，提高光合作用和叶绿素含量，增强植物生物抗氧化作用及对环境胁迫的抗性，提高农作物的抗病抗逆能力，并具有拮抗重金属的作用。另外，硒也是人体所必需的一种微量元素，研究发现硒具有明显的抗癌防癌作用，食用硒含量丰富的食物，可以有效控制癌症的发病率。根据癌症死亡率统计，人类癌症的死亡率和硒的摄入量成反比。人体一旦缺硒，会导致多种疾病的发生，如心脑血管疾病、白内障、癌症、肿瘤等。我国是个严重缺硒的国家，补硒是一项关系到亿万人民健康的大事，经常食用富硒农产品是人体补硒的最好途径，用富硒食品补硒，已得到国人的关注和重视，开发生产富硒农产品具有广阔的市场发展前景。当前，为了获取富硒农产品，通常在植物叶面喷洒硒酸盐或亚硒酸盐溶液或对土壤直接施硒肥，从而增加植物对于硒元素的摄取。然而，该方式易引起硒流失和硒中毒，不仅拉高成本较高，而且造成环境污染。因此，迫切需要研制控释硒肥，满足植物不同生长阶段对硒的需求，进而实现硒元素的高效利用，促进功能农业发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种阴离子响应型控释硒肥、制备方法及应用，能够实现控制释放的功能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术的一种阴离子响应型控释硒肥的制备方法，包括以下步骤：(1)选矿选取天然凹凸棒矿土作为原料，粉碎、研磨、筛选，制备出200～300目的纳米凹凸棒土粉末；(2)凹凸棒土纯化将纳米凹凸棒土粉末分散到水溶液中，调节溶液pH在1～3.5范围内，搅拌离心后，收集纯化后的纳米凹凸棒土，烘干备用；(3)凹凸棒表面氨基化改性将纯化的纳米凹凸棒土加入至乙醇溶液中，搅拌加入氨基丙基三乙氧基硅烷后继续搅拌1～3小时，然后加入聚乙烯亚胺，40～60℃水浴搅拌1～2小时，离心，干燥，收集固体纳米粉末，并研磨至200～300目，即为改性纳米凹凸棒土；(4)负载亚硒酸盐将改性纳米凹凸棒土分散到Na2SeO3溶液中，调节溶液pH值为3～6，室温振荡、离心、烘干，得到阴离子响应的控释硒肥。所述步骤(2)中，将纳米凹凸棒土粉末按照1g：8～10mL的料液比分散到水溶液。所述步骤(2)中，通过磁力搅拌，200～350转/分钟，2～5小时后，然后4000～6000转/分钟离心处理。所述步骤(3)中，在室温下，将纯化的纳米凹凸棒土按照1g：8～10mL的料液比加入至乙醇溶液中。所述步骤(3)中，通过磁力搅拌，200～350转/分钟，加入氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌1～3小时后，然后加入聚乙烯亚胺。所述乙醇溶液、氨基丙基三乙氧基硅烷、聚乙烯亚胺的体积比为：30～50：0.1～0.3：1～3。所述步骤(4)中，改性纳米凹凸棒土按照1g：1～4mg/mL的料液比分散到Na2SeO3溶液中。作为本专利技术的优选方式之一，本专利技术通过盐酸调节pH值。一种使用所述的阴离子响应型控释硒肥的制备方法制备得到的控释硒肥。一种控释硒肥在土壤肥料中的应用。氨基化改性后的纳米凹凸棒土表面带有大量的正电荷，能够通过静电作用吸附固定亚硒酸离子，制备出纳米复合物，即为控释硒肥。而阴离子(如：PO43-)可以通过离子交换作用促使控释硒肥中的SeO32-释放出来，从而实现控制释放的功能。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术的制备工艺简单，成本低廉，容易规模化生产，制备的控释硒肥对阴离子响应性高，可大幅提高硒肥利用效率，且环境友好，无二次污染，减少硒在土壤中的淋失、退化和对环境的污染。附图说明图1是实施例1制得的控释硒肥的释放曲线；图2是实施例2制得的控释硒肥的释放曲线；图3是实施例3制得的控释硒肥的释放曲线。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1本实施例制备控释硒肥的步骤如下：(1)选矿选取天然凹凸棒矿土作为原料，并对凹凸棒纳米矿土进行粉碎、研磨、筛选，制备出200目的纳米凹凸棒土粉末；(2)凹凸棒土纯化：室温下，将4g纳米凹凸棒土粉末分散到50mL水溶液中，利用盐酸调节溶液pH为3.5，200转/分钟磁力搅拌，2小时后，4000转/分钟离心，收集纯化后的纳米凹凸棒土，烘干备用；(3)凹凸棒表面氨基化改性在室温下，将3g纯化的纳米凹凸棒土加入至30mL乙醇溶液中，在200转/分钟磁力搅拌下，加入100μL氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌1小时后，加入1mL分子量：800的聚乙烯亚胺，40℃水浴搅拌1小时，4000转/分钟离心，40℃干燥，收集固体纳米粉末，并研磨至200目，即为改性纳米凹凸棒土；(4)负载亚硒酸盐将制备的3g改性纳米凹凸棒土分散到5mg/mLNa2SeO3溶液中，利用盐酸调节溶液pH值至弱酸性(pH6)，室温振荡4小时，4000转/分钟离心、烘干，得到阴离子响应的控释硒肥。将本实施例制备的控释硒肥分成三组(每组1.0g)分别分散于50mL纯水(一组)、0.1M磷酸钠(Na3PO4)(二组)和0.5M磷酸钠(三组)溶液中，在不同的时间间隔后，将上述三组离心(6000转/分钟)，取上清液，利用ICP-OES分别测量硒元素的释放量，如图1所示，结果显示一组几乎没有硒元素释放，二、三组硒元素的释放量和释放速率随磷酸根浓度增加而增加。结果表明，该控释硒肥对于磷酸根离子具有良好的响应性。实施例2本实施例制备控释硒肥的步骤如下：(1)选矿选取天然凹凸棒矿土作为原料，并对凹凸棒纳米矿土进行粉碎、研磨、筛选，制备出250目的纳米凹凸棒土粉末；(2)凹凸棒土纯化室温下，将6g纳米凹凸棒土粉末分散到60mL水溶液中，利用盐酸调节溶液pH为2，300转/分钟磁力搅拌3小时后,5000转/分钟离心，收集纯化后的纳米凹凸棒土，烘干备用；(3)凹凸棒表面氨基化改性在室温下，将4g纯化的纳米凹凸棒土加入至40mL乙醇溶液中，在300转/分钟磁力搅拌下，加入200μL氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌2小时后，加入2mL，分子量：1800的聚乙烯亚胺，50℃水浴搅拌1.5小时，5000转/分钟离心，50℃干燥，收集固体纳米粉末，并研磨至250目，即为改性纳米凹凸棒土。(4)负载亚硒酸盐将制备的4g改性纳米凹凸棒土分散到10mg/mLNa2SeO3溶液中,利用盐酸调节溶液pH值至弱酸性(pH3.5)，室温振荡6小时，5000转/分钟离心、烘干，得到阴离子响应的控释硒肥。所得到阴离子响应的控释硒肥，利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测量其硒元素负载量为389mg/g，证明大量的亚硒酸盐被装载进载体系统中，成功制备出控释硒肥纳米复合物。将本实施例制备的控释硒肥分成三组(每组1.0g)分别分散于50mL纯水(一组)、0.1M磷酸钠(Na3PO4)(二组)和0.5M磷酸钠(三组)溶液中，在不同的时间间隔后，将上述三组离心(6000转/分钟)，取上清液，利用ICP-OES分别测量硒元素的释放量，如图2所示，结果显示一组几乎没有硒元素释放，二、三组硒元素的释放量和释本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阴离子响应型控释硒肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选矿选取天然凹凸棒矿土作为原料，粉碎、研磨、筛选，制备出200～300目的纳米凹凸棒土粉末；(2)凹凸棒土纯化将纳米凹凸棒土粉末分散到水溶液中，调节溶液pH在1～3.5范围内，搅拌离心后，收集纯化后的纳米凹凸棒土，烘干备用；(3)凹凸棒表面氨基化改性将纯化的纳米凹凸棒土加入至乙醇溶液中，搅拌加入氨基丙基三乙氧基硅烷后继续搅拌1～3小时，然后加入聚乙烯亚胺，40～60℃水浴搅拌1～2小时，离心，干燥，收集固体纳米粉末，并研磨至200～300目，即为改性纳米凹凸棒土；(4)负载亚硒酸盐将改性纳米凹凸棒土分散到Na2SeO3溶液中，调节溶液pH值为3～6，室温振荡、离心、烘干，得到阴离子响应的控释硒肥。

【技术特征摘要】
1.一种阴离子响应型控释硒肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选矿选取天然凹凸棒矿土作为原料，粉碎、研磨、筛选，制备出200～300目的纳米凹凸棒土粉末；(2)凹凸棒土纯化将纳米凹凸棒土粉末分散到水溶液中，调节溶液pH在1～3.5范围内，搅拌离心后，收集纯化后的纳米凹凸棒土，烘干备用；(3)凹凸棒表面氨基化改性将纯化的纳米凹凸棒土加入至乙醇溶液中，搅拌加入氨基丙基三乙氧基硅烷后继续搅拌1～3小时，然后加入聚乙烯亚胺，40～60℃水浴搅拌1～2小时，离心，干燥，收集固体纳米粉末，并研磨至200～300目，即为改性纳米凹凸棒土；(4)负载亚硒酸盐将改性纳米凹凸棒土分散到Na2SeO3溶液中，调节溶液pH值为3～6，室温振荡、离心、烘干，得到阴离子响应的控释硒肥。2.根据权利要求1所述的一种阴离子响应型控释硒肥的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将纳米凹凸棒土粉末按照1g：8～10mL的料液比分散到水溶液。3.根据权利要求1所述的一种阴离子响应型控释硒肥的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，通过磁力搅拌，200～350转/分钟，2～5小时后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桂龙，吴正岩，蔡冬清，吴丽芳，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34