一种土壤增氧剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤增氧剂，由过氧化钙、羟丙基甲基纤维素、过氧化氢、稳定剂、向日葵盘、硼酸、钛酸四丁酯、尿素等原料制成，能够补充并控释土壤中的氧气含量，促其植物根系生长更深，缓解根细胞窒息，减少缺氧对根的伤害，缩短作物成熟期从而变相减少农业成本，长期使用还可以催化降解土壤有机残留，中和土壤酸性，增强土壤透气率，防止土壤板结，提高农业生产效率。

A kind of soil aerator and its preparation method

The invention discloses a soil aeration agent, made of calcium peroxide, hydroxypropyl methyl cellulose, hydrogen peroxide, stabilizer, sunflower, boric acid, butyl titanate four and urea as raw material, can supplement and release the oxygen content in the soil, promote the growth of plant roots is more deep, alleviate the root cells of asphyxia, reduce damage hypoxia on the root of the crop, shorten the maturity period thus disguised to reduce agricultural costs, long-term use can also catalytic degradation of soil organic residues and soil acidity, enhance soil permeability, prevent soil compaction, improve agricultural production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种土壤增氧剂及其制备方法
本专利技术涉及增氧材料
，尤其涉及一种土壤增氧剂及其制备方法。
技术介绍
几乎所有植物都需要能量和氧气生存，植物根系通过土壤溶液中的离子交换，获得营养，如氨在微生物作用下与溶解在水中的氧气反应生成亚硝酸和水，完成硝化过程，被根吸收。离子态吸收氧气的同时也需要能量的参与，提供给根部的呼吸作用和吸收营养物质，促进生长成熟。如果在土壤不通气情况下，氨基酸或酰胺氨化过程缓慢，影响植物生长。对土壤坚硬、翻耕时成块、不易翻松的板结土壤或沉淀快的砂土以及黄泥、黏泥土质，不能达到理想土壤透气性的要求，植物根部缺少氧气会妨碍植物根的呼吸作用。为促进植物生长成熟，传统做法是在植物生长期间进行人工翻松土壤，让空气进入土壤植物根部，种植量越大需要的劳动量也越大。如果在植物生长期间，使用增氧剂施浇植物根部，不但给根部提供氧气，同时也提供根所需热量，工作效率也很高。二氧化钛作为一种具有光催化能力的半导体材料，以其高化学活性、强氧化能力，同时具有无毒和高稳定性的优点受到了广泛的关注。二氧化钛粒子在能量大于其半导体能带光子照射下会产生空穴，其对于土壤环境中的有机污染物具有强烈的氧化降解能力，是净化土壤环镜的优良功能材料，同时其光催化作用能促进增氧材料的氧气释放，具有良好的释氧调控作用。但是二氧化钛在实际应用中存在两个问题，一是二氧化钛的禁带较宽，只能吸收波长小于387nm的紫外光，而这部分光能仅占到达地面上太阳光能的4%，太阳能利用率很低，而人造紫外光源又具有耗电大、设备昂贵、稳定性差等缺陷，产业化前景不好，二是传统粉末态二氧化钛易产生颗粒团聚现象，影响光利用效率，综合起来其应用受到极大限制。鉴于此，本专利技术针对土壤增氧问题，提出了高效利用二氧化钛制备土壤增氧剂的方法。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种土壤增氧剂及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种土壤增氧剂，通过以下方法制备：（1）将过氧化氢均匀喷洒在过氧化钙表面并搅拌均匀，其中过氧化钙和过氧化氢的质量比为5：（2.5-3），之后将其碾成粉末备用；（2）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700-800℃，炭化90-120分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/L氢氧化钠溶液按料液比1：4-5g/mL混合后浸渍30-40分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；（3）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5-0.6的硼钛摩尔比混合后加入4-5倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7-8%的浓盐酸溶液和20-22%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，经超声处理后将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550-600℃，焙烧100-120分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；（4）将步骤1所得粉末与步骤3所得二氧化钛粉末、稳定剂按质量比（9-10）：（1-1.5）：（0.2-0.3）混合后造粒并于38-42℃下烘干，得到增氧剂混合颗粒备用；（5）将羟丙基甲基纤维素溶于水中，制成20-25%羟丙基甲基纤维素溶液后喷雾喷涂到步骤4所得增氧剂混合颗粒表面，其中羟丙基甲基纤维素溶液的质量为增氧剂混合颗粒质量的10%-20%，完成后将所得颗粒在38-42℃下烘干，即得本专利技术土壤增氧剂。所述稳定剂为三乙醇胺、硫酸镁、氨基三亚甲基膦酸中的任意一种。所述步骤3中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为（15-18）：（4-5）：（6-7）。所述步骤3中超声条件为在400-450W功率下处理12-15分钟。所述的土壤增氧剂的使用方法为将其均匀埋于土壤表层深10-30厘米处，每亩使用量为3-4千克。本专利技术的优点是：本专利技术土壤增氧剂在使用二氧化钛的基础上，通过硼和氮之间的协同共掺杂，产生局部态能级，显著加强其对可见光的吸收，减小二氧化钛的禁带宽度，使二氧化钛在可见光范围内能够得到响应，提高太阳光的利用率；同时利用氢氧化钠活化向日葵盘制备炭化料，令炭化料表面变成蜂巢状结构，不仅为二氧化钛进入到生物质炭内部提供了通道，有利于二氧化钛的均匀负载，而且大大减轻了载体质量，实现了二氧化钛的高效固定，解决了其易产生颗粒团聚的问题；将其应用于土壤增氧剂中，结合过氧化钙等释氧成分的使用，补充并控释了土壤中的氧气含量，促其植物根系生长更深，缓解根细胞窒息，减少缺氧对根的伤害，缩短作物成熟期从而变相减少农业成本，长期使用还可以催化降解土壤有机残留，中和土壤酸性，增强土壤透气率，防止土壤板结，提高农业生产效率。具体实施方式一种土壤增氧剂，通过以下方法制备：（1）将过氧化氢均匀喷洒在过氧化钙表面并搅拌均匀，其中过氧化钙和过氧化氢的质量比为2：1，之后将其碾成粉末备用；（2）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700℃，炭化90分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/L氢氧化钠溶液按料液比1：4g/mL混合后浸渍30分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；（3）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5的硼钛摩尔比混合后加入4倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7%的浓盐酸溶液和20%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，其中混合液、活化炭化料、尿素的质量比为16：5：6，并在400W功率下超声处理12分钟，将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550℃，焙烧100分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；（4）将步骤1所得粉末与步骤3所得二氧化钛粉末、硫酸镁按质量比9：1：0.2混合后造粒并于38℃下烘干，得到增氧剂混合颗粒备用；（5）将羟丙基甲基纤维素溶于水中，制成20%羟丙基甲基纤维素溶液后喷雾喷涂到步骤4所得增氧剂混合颗粒表面，其中羟丙基甲基纤维素溶液的质量为增氧剂混合颗粒质量的10%%，完成后将所得颗粒在38℃下烘干，即得本专利技术土壤增氧剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤增氧剂，其特征在于通过以下方法制备： （1）将过氧化氢均匀喷洒在过氧化钙表面并搅拌均匀，其中过氧化钙和过氧化氢的质量比为5：（2.5‑3），之后将其碾成粉末备用； （2）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700‑800℃，炭化90‑120分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/L氢氧化钠溶液按料液比1：4‑5g/mL混合后浸渍30‑40分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料； （3）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5‑0.6的硼钛摩尔比混合后加入4‑5倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7‑8%的浓盐酸溶液和20‑22%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，经超声处理后将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550‑600℃，焙烧100‑120分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用； （4）将步骤1所得粉末与步骤3所得二氧化钛粉末、稳定剂按质量比（9‑10）：（1‑1.5）：（0.2‑0.3）混合后造粒并于38‑42℃下烘干，得到增氧剂混合颗粒备用； （5）将羟丙基甲基纤维素溶于水中，制成20‑25%羟丙基甲基纤维素溶液后喷雾喷涂到步骤4所得增氧剂混合颗粒表面，其中羟丙基甲基纤维素溶液的质量为增氧剂混合颗粒质量的10%‑20%，完成后将所得颗粒在38‑42℃下烘干，即得本专利技术土壤增氧剂。...

【技术特征摘要】
1.一种土壤增氧剂，其特征在于通过以下方法制备：（1）将过氧化氢均匀喷洒在过氧化钙表面并搅拌均匀，其中过氧化钙和过氧化氢的质量比为5：（2.5-3），之后将其碾成粉末备用；（2）将向日葵盘洗净后烘干粉碎，放入高温炉中，在氮气保护下加热至700-800℃，炭化90-120分钟，冷却后取出粉碎，得到向日葵盘炭化料，将炭化料与1mol/L氢氧化钠溶液按料液比1：4-5g/mL混合后浸渍30-40分钟，再过滤取出后用水洗净并烘干，得到活化的炭化料；（3）将硼酸和钛酸四丁酯按照0.5-0.6的硼钛摩尔比混合后加入4-5倍于其体积的无水乙醇中，待其完全溶解后加入总体积7-8%的浓盐酸溶液和20-22%的1%聚乙二醇溶液，搅拌均匀得混合液，在不断搅拌下向混合液中依次加入活化炭化料和尿素，经超声处理后将所得物料烘干后放置于高温炉中加热至550-600℃，焙烧100-120分钟后冷却，用水洗净后烘干，得到固定化掺杂改性的二氧化钛粉末备用；（4）将步骤1所得粉末与步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，
申请(专利权)人：张娟，
类型：发明
国别省市：安徽,34