一种长效水溶性铁肥及其制备方法技术

一种长效水溶性铁肥及其制备方法涉及肥料领域。适用于酸性土壤的长效水溶性铁肥的制备方法包括：将氧化石墨烯和可溶性亚铁盐在溶液体系中混合，在碱性条件下共沉淀，获得复合产物；氧化复合产物。通过上述制备方法制得的铁肥具有水溶性，能够充分分散于水中形成悬浮液水溶性肥料，施加于土壤后，相比于土壤中的铁离子，负载于氧化石墨烯的铁氧化物不易被雨水冲走，并且在酸性土壤的腐蚀下，铁氧化物逐渐被腐蚀为铁离子而被植物吸收，有效实现了铁肥的长效缓释及可水溶的目的，减少铁肥的施加次数。

【技术实现步骤摘要】
一种长效水溶性铁肥及其制备方法
本申请涉及肥料领域，具体而言，涉及一种长效水溶性铁肥及其制备方法。
技术介绍
菠萝属于凤梨科凤梨属，是多年生草本植物，是热带亚热带最具影响力的水果之一，在我国主要种植于华南热带地区。菠萝主产区土壤多为砖红壤，呈酸性至强酸性，铁含量高，但菠萝是一种对锰很敏感的草本植物，高酸度导致锰毒，进而严重影响菠萝对于铁离子的吸收，导致菠萝缺铁现象普遍发生。目前的解决办法多为可溶性铁盐的叶面喷施研究，如“叶面喷施Mg、Fe、Zn对菠萝生长和产量的影响，热带农业科学，第32卷，第6期，页码4-6”，该研究表明，叶面喷施硫酸亚铁后，菠萝产量、单果重及商品果率都有所提高。然而，热带亚热带地区雨水充沛，铁离子易随水淋失，铁肥施加后效果极不稳定，需要不断追施铁肥以满足其生长需要，耗时耗力。
技术实现思路
本申请提供了一种长效水溶性铁肥及其制备方法，其能够有效解决上述至少一个技术问题。第一方面，本申请实施例提供一种适用于酸性土壤的长效水溶性铁肥的制备方法，其包括：将氧化石墨烯和可溶性亚铁盐在溶液体系中混合，在碱性条件下共沉淀，获得复合产物。氧化复合产物。在上述实现过程中，通过氧化石墨烯和可溶性亚铁盐在碱性条件下进行液相化学共沉淀，使得亚铁离子形成的铁氧化物负载于氧化石墨烯上制得复合产物，通过对复合产物的进一步氧化(以下将此步骤简称为二次氧化)，使得原来的带正电位的复合产物带负电位，获得能够充分分散于水中并形成悬浮液水溶性肥料的长效水溶性铁肥，长效水溶性铁肥随水一起施加至土壤后，相比于土壤中的铁离子，负载于氧化石墨烯的铁氧化物不易被雨水冲走，并且在酸性土壤的腐蚀下，负载于氧化石墨烯表面的铁氧化物逐渐被腐蚀为铁离子而被植物吸收，有效实现了铁肥的长效缓释及可水溶的目的，并有效减少铁肥的施加次数。在一种可能的实施方案中，氧化石墨烯和可溶性亚铁盐的重量比为1:1-20:1。可选地，氧化石墨烯和可溶性亚铁盐的重量比为9:1-12:1。在上述实现过程中，通过氧化石墨烯和可溶性亚铁盐合理的配比，有效保证铁氧化物负载于氧化石墨烯上。在一种可能的实施方案中，将氧化石墨烯和可溶性亚铁盐在溶液体系中混合包括：将氧化石墨烯分散液和可溶性亚铁盐溶液混合，或将氧化石墨烯分散液和可溶性亚铁盐混合。可选地，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的浓度为0.1-10mg/mL。在上述实现过程中，通过氧化石墨烯分散液的引入，保证铁氧化物能够较为均匀地负载于氧化石墨烯的表面。在一种可能的实施方案中，氧化石墨烯包括氧化石墨烯片，氧化石墨烯片的尺寸不超过1μm。在上述实现过程中，由于氧化石墨烯片的尺寸不超过1μm，因此获得复合产物的尺寸小，不仅能够有效吸附铁氧化物，同时便于后期悬浮于水中。在一种可能的实施方案中，在碱性条件下共沉淀包括：采用碱调节pH值至9-11，在60-100℃加热2-8h。可选地，碱包括氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。在一种可能的实施方案中，氧化复合产物的步骤包括：将复合产物与氧化剂水溶液混合并加热到30-80℃，氧化5-50min。可选地，氧化剂包括过氧化氢。其中，过氧化氢的加入不引入杂质。可选地，氧化复合产物前对复合产物进行水洗，去除其表面多余的碱。需注意的是，当共沉淀步骤采用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾时，获得的复合产物(铁氧化物/氧化石墨烯复合材料)后要比碱为氨水时获得的复合产物多清洗两次，再进行后续二次氧化步骤。在一种可能的实施方案中，氧化石墨烯的制备方法包括：将石墨经化学剥离法制得石墨烯氧化物，将石墨烯氧化物经超声剥离后氧化，再进行超声粉碎所得。可选地，超声剥离在20-800W的条件下进行2-60min。在上述实现过程中，通过超声剥离获得片状氧化石墨烯，氧化以提高氧化石墨烯的氧化程度，超声粉碎氧化石墨烯能够有效减小粒径。第二方面，本申请实施例提供一种长效水溶性铁肥，其由本申请第一方面提供的长效水溶性铁肥的制备方法制得，其中，长效水溶性铁肥能够分散于水中形成悬浮液。在上述实现过程中，通过第一方面提供的制备方法制得的长效水溶性铁肥能够分散于水中形成悬浮液水溶性铁肥，将其施加在土壤后，相比于土壤中的铁离子，负载于氧化石墨烯上的铁氧化物不易被雨水冲走，并且在酸性土壤的腐蚀下，铁氧化物逐渐被腐蚀为铁离子而被植物吸收，有效实现了铁肥的长效缓释及水溶性的目的，减少铁肥的施加次数，同时固体的长效水溶性铁肥体积小，便于运输，使用时与水混合即可。在一种可能的实施方案中，按铁元素计算，长效水溶性铁肥的用量不少于1.1kg/亩。在一种可能的实施方案中，施加方式包括滴灌。在上述实现过程中，由于菠萝种植地土壤多为酸性且雨水较多，因此通过施加长效水溶性铁肥，有效实现了铁肥的长效缓释及可水溶的目的，减少铁肥的施加次数，降低劳动成本，并且滴灌的方式有效提高肥料的利用率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例1制得的氧化石墨烯片的SEM图；图2为实施例1制得的复合产物与水混合的照片；图3为实施例1二次氧化前的复合产物中碳元素的XPS谱图；图4为实施例1二次氧化后的复合产物中碳元素的XPS谱图；图5为实施例1制得的长效水溶性铁肥的TEM图；图6为实施例1制得的悬浮液体铁肥照片。具体实施方式下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。需要说明的是，本申请水溶性铁肥是指获得的铁肥能够悬浮于水中，形成悬浮液体肥。本申请提供一种适用于酸性土壤的长效水溶性铁肥的制备方法，其包括：S1.获得氧化石墨烯。其中，氧化石墨烯包括氧化石墨烯片，氧化石墨烯片的尺寸不超过1μm。具体例如，氧化石墨烯片的尺寸为50nm-1μm，可选地，氧化石墨烯片的尺寸为100nm-1μm。其中，氧化石墨烯片可以直接购买于市面，也可以自行通过化学剥离法(包括Brodie法、Staudenmaier法或Hummers法)制备，只要满足上述尺寸需求即可。可选地，氧化石墨烯的制备方法包括：将石墨经化学剥离法制得石墨烯氧化物，将石墨烯氧化物经超声剥离后氧化，再进行超声粉碎所得。其中，石墨包括天然石墨、热裂解石墨和膨胀石墨中的一种或多种，可选为天然石墨，化学剥离法包括Brodie法、Staudenmaier法或Humme本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于酸性土壤的长效水溶性铁肥的制备方法，其特征在于，包括：/n将氧化石墨烯和可溶性亚铁盐在溶液体系中混合，在碱性条件下共沉淀，获得复合产物；/n氧化所述复合产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于酸性土壤的长效水溶性铁肥的制备方法，其特征在于，包括：
将氧化石墨烯和可溶性亚铁盐在溶液体系中混合，在碱性条件下共沉淀，获得复合产物；
氧化所述复合产物。


2.根据权利要求1所述的长效水溶性铁肥的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯和可溶性亚铁盐的重量比为1:1-20:1，可选为9:1-12：1。


3.根据权利要求1所述的长效水溶性铁肥的制备方法，其特征在于，将所述氧化石墨烯和所述可溶性亚铁盐在溶液体系中混合包括：
将氧化石墨烯分散液和可溶性亚铁盐溶液混合，或将氧化石墨烯分散液和可溶性亚铁盐混合；
可选地，所述氧化石墨烯分散液中所述氧化石墨烯的浓度为0.1-10mg/mL。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的长效水溶性铁肥的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯包括氧化石墨烯片，所述氧化石墨烯片的尺寸不超过1μm。


5.根据权利要求1-3任意一项所述的长效水溶性铁肥的制备方法，其特征在于，在碱性条件下共沉淀包括：采用碱调节pH值至9-11，在60-100℃加热2-8h；
可选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚男，何东宁，徐明岗，李普旺，王艳丽，谭德新，刘思汝，陈菁，龚伟，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44