一种绿色硝化抑制剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种绿色硝化抑制剂及其制备方法与应用。本发明专利技术硝化抑制剂是由如下原料经反应制备得到：复合型引发剂0.5～1.5份、吡唑衍生物2～10份、含有碳碳双键的有机酸5～15份、溶剂水30～50份。本发明专利技术制备方法简单、高效、无污染、成本低，且在工业化生产过程中无需额外惰性保护气体的注入，减少了工业化生产过程中潜在的危险并进一步降低了成本；所制备的硝化抑制剂稳定性好，在农产品中残留少，毒害小，对环境污染小，能够有效减少氮肥的淋溶和反硝化作用损失、抑制氮肥中铵态氮向硝态氮的转化、提高氮利用率，同时具有解磷、防止磷被土壤固定等作用。

【技术实现步骤摘要】
一种绿色硝化抑制剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种绿色硝化抑制剂及其制备方法与应用，属于农业用肥

技术介绍
随着中国经济水平的不断提高，国民对食材的品质要求也越来越挑剔。为满足人们日常生活对食材，尤其是对粮食与蔬菜的高要求，现代农业生产更注重从作物的幼苗培育与生长阶段进行管理，以提高作物的产量和减少潜在对人体有害物质在作物中的富集。目前，往往采用对作物施用铵态氮肥和酰胺态氮肥的方法来提高作物产量。但是，研究结果表明，所施用的铵态氮肥和酰胺态氮肥只有30％～60％能被作物吸收，其余部分则以挥发、淋溶和反硝化形式损失；这不仅造成了肥料的浪费，还对环境造成了污染。鉴于此，国内外科研工作者针对如何提高氮肥的利用率进行了广泛的研究，并研制了多种硝化抑制剂来减少氮肥的淋溶和反硝化作用损失，抑制氮肥中铵态氮向硝态氮的转化，降低潜在对人体有害物质在作物中富集，提高作物对氮元素的利用率。目前被广泛研究的硝化抑制剂主要有吡啶类、硫脲、乙炔、三嗪类、二硫化碳等几百种，但已被农业化生产应用的硝化抑制剂主要有双氰胺、2-氯-6(三氯甲基)吡啶和3,4-二甲基吡唑磷酸盐三种。硝化抑制剂双氰胺主要抑制土壤硝化过程的第一步反应，即抑制NH4+被氧化为NO2-，且其在旱田、pH值偏高的土壤中能更好的发挥硝化抑制效果。双氰胺本身含氮量就比较高(～66％)，并可缓慢的降解为作物可以利用的氮肥，而且最终降解产物仅为CO2、H2O和NH3，对自然环境无污染，所以双氰胺又可作为缓释肥使用或者是与其它肥料混合使用。但是，双氰胺的水流动性好，容易与NH4+分离，在强降雨天气或者是透水性好的土壤中，双氰胺容易随水流失，降低硝化抑制效果；另外，过量或不当的施用双氰胺会对农作物产生毒害，损坏作物品质。硝化抑制剂2-氯-6(三氯甲基)吡啶可有效减缓NH4+向NO2-的氧化步骤(硝化反应第一步骤)，从而减少氮肥的淋溶损失，减少NO2-和NO3-对地表水和地下水的污染。但是，2-氯-6(三氯甲基)吡啶属于有机含氯硝化抑制剂，易溶于有机溶剂、易挥发、易光解，而且过量的施用也会对土壤、环境和农作物产生毒害。相比于上述两种硝化抑制剂，3,4-二甲基吡唑磷酸盐具有抑制效果时间长、用量少、随水迁移能力弱、在农产品中残留少、对环境污染小等优点，在实际农业生产中得到了广泛的重视与应用；但3,4-二甲基吡唑磷酸盐存在功能单一、硝化抑制效果仍有待提高、易挥发、不耐高温等缺点。综上，急需一种功能多样(不仅能够有效减少氮肥的淋溶和反硝化作用损失、抑制氮肥中铵态氮向硝态氮的转化，并具有解磷、防止磷被土壤固定等多种功能)、农产品中残留少、毒害小、对环境污染小、耐高温、稳定的硝化抑制剂的制备方法，为此提出本专利技术。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种绿色硝化抑制剂及其制备方法。本专利技术制备方法简单、高效、无污染、成本低，且在工业化生产过程中无需额外惰性保护气体的注入，减少了工业化生产过程中潜在的危险并进一步降低了成本；所制备的硝化抑制剂稳定性好，在农产品中残留少，毒害小，对环境污染小，能够有效减少氮肥的淋溶和反硝化作用损失、抑制氮肥中铵态氮向硝态氮的转化、提高氮利用率，同时具有解磷、防止磷被土壤固定等作用。本专利技术还提供一种绿色硝化抑制剂的应用。本专利技术的技术方案如下：一种绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述硝化抑制剂是由如下原料经反应制备得到：复合型引发剂0.5～1.5份、吡唑衍生物2～10份、含有碳碳双键的有机酸5～15份、溶剂水30～50份。根据本专利技术优选的，所述硝化抑制剂是由如下原料经反应制备得到：复合型引发剂1份、吡唑衍生物3～5份、含有碳碳双键的有机酸6～8份、溶剂水33～40份。根据本专利技术优选的，所述复合型引发剂为异丙苯过氧化氢/过硫酸钠/碳酸钾、偶氮二异丁腈/过氧化苯甲酰/碳酸钠或过硫酸铵/碳酸氢铵/过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种组合或两种以上组合的混合。根据本专利技术优选的，所述吡唑衍生物为3,4-二甲基吡唑、4-氯-3-甲基吡唑、N-羟甲基-3,4-二甲基吡唑或N-羟甲基-4-氯-3-甲基吡唑中的一种或两种以上的组合。根据本专利技术优选的，所述含有碳碳双键的有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、富马酸(反丁烯二酸)、柠康酸(顺式甲基丁烯二酸)、衣康酸(亚甲基丁二酸)、巴豆酸(丁烯酸)、肉桂酸(β-苯丙烯酸)或马来酸(顺丁烯二酸)中的一种或两种以上的组合。根据本专利技术优选的，所述硝化抑制剂的数均分子量为2000～10000，吡唑衍生物的质量含量为5～10％。上述绿色硝化抑制剂的制备方法，包括步骤：于溶剂水中，在复合型引发剂的作用下，含有碳碳双键的有机酸和吡唑衍生物经聚合反应制备得到硝化抑制剂。根据本专利技术优选的，所述聚合反应温度为40～100℃，聚合反应时间为1～6h，升温速率为1～5℃/min；优选的，所述聚合反应温度为40～80℃。根据本专利技术优选的，绿色硝化抑制剂的制备方法包括步骤：将溶剂水加热至40～100℃，加入含有碳碳双键的有机酸和吡唑衍生物，充分分散均匀后，缓慢加入复合型引发剂，然后于40～100℃反应1～6h，即得硝化抑制剂。上述绿色硝化抑制剂的应用，作为硝化抑制剂单独使用或应用于肥料中。本专利技术的技术特点及有益效果如下：1.本专利技术制备工艺简单、高效、无污染、成本低；本专利技术在含有碳碳双键的有机酸和吡唑衍生物化学合成体系中加入复合型引发剂来提升引发效率，同时复合型引发剂发生化学反应生成保护性气体以提供无氧环境，无需额外通入惰性保护气体，避免了在大规模产业化生产过程中因大量通入惰性保护气体所产生的危险，并进一步降低了成本。2.本专利技术化学合成了一种数均分子量为2000～10000，吡唑衍生物质量含量为5～10％的粘稠液体状有机酸类聚合物硝化抑制剂制品，拓宽了硝化抑制剂的种类以及可用于工业化生产的硝化抑制剂品种，以提升作物的品质和产量，减少了现有硝化抑制剂存在的挥发性大、在农产品中有残留、对环境有污染等缺点。本专利技术制备的硝化抑制剂稳定性好、挥发性小、贮存时间久(在温度30℃、相对湿度40％、遮光条件下贮存长达12个月)；水溶性好，用量少(以0.952L/m3的用量即可达到优异的解磷效果，肥料用量的0.5wt％即可有效提高氮利用率)；在农产品中残留少，毒害小，对环境污染小。3.本专利技术硝化抑制剂在聚有机酸结构单元上化学引入吡唑衍生物，相比简单物理混合具有较大优势。本专利技术制备的硝化抑制剂相比聚有机酸和吡唑衍生物的简单物理混合，具有稳定性好，挥发性小，耐高温，能够有效减少氮肥的淋溶和反硝化作用损失、抑制氮肥中铵态氮向硝态氮的转化、提高氮利用率等优势，同时具有解磷、防止磷被土壤固定的作用，并具有增加土壤透气性等多重功效；另外，本专利技术硝化抑制剂的效果优于目前常用的具有单一功能的硝化抑制剂制品，如3,4-二甲基吡唑磷酸盐。4.本专利技术制备的硝化抑制剂可用于水溶肥、液体肥、复合肥等肥料的制备工艺中，进一步提升肥料的综合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述硝化抑制剂是由如下原料经反应制备得到：/n复合型引发剂0.5～1.5份、吡唑衍生物2～10份、含有碳碳双键的有机酸5～15份、溶剂水30～50份。/n

【技术特征摘要】
1.一种绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述硝化抑制剂是由如下原料经反应制备得到：
复合型引发剂0.5～1.5份、吡唑衍生物2～10份、含有碳碳双键的有机酸5～15份、溶剂水30～50份。


2.根据权利要求1所述绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述硝化抑制剂是由如下原料经反应制备得到：
复合型引发剂1份、吡唑衍生物3～5份、含有碳碳双键的有机酸6～8份、溶剂水33～40份。


3.根据权利要求1所述绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述复合型引发剂为异丙苯过氧化氢/过硫酸钠/碳酸钾、偶氮二异丁腈/过氧化苯甲酰/碳酸钠或过硫酸铵/碳酸氢铵/过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种组合或两种以上组合的混合。


4.根据权利要求1所述绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述吡唑衍生物为3,4-二甲基吡唑、4-氯-3-甲基吡唑、N-羟甲基-3,4-二甲基吡唑或N-羟甲基-4-氯-3-甲基吡唑中的一种或两种以上的组合。


5.根据权利要求1所述绿色硝化抑制剂，其特征在于，所述含有碳碳双键的有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、反丁烯二酸、顺式甲基丁烯二酸、亚甲基丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：高会，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37