一种多功能土壤用缓释剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多功能土壤用缓释剂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术通过将多糖与磷酸盐缓冲溶液混合，得到多糖溶液；将活化剂、交联剂、功能添加剂顺次加入多糖溶液中，混合后静置成凝胶，得到多糖水凝胶；多糖水凝胶经过冷冻干燥后，得到多功能土壤用缓释剂。本发明专利技术通过溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种多功能土壤用缓释剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种多功能土壤用缓释剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]现有的吸水缓释材料多为丙烯酸类和丙烯酰胺类产品，丙烯酸和丙烯酰胺由于具备较多的吸水基团，由其聚合得到的合成高分子是一种吸水能力极强的高分子材料。然而这类高分子材料成本较高，在高浓度电解质下吸水效率低，且该类材料不可降解，给生态环境带来大量的“白色污染”。而天然多糖是一种由单糖脱水聚合而成的多糖，是生物高分子物质的重要组成成分，其广泛存在于植物、动物和微生物中，种类繁多，最常见的天然多糖有纤维素、壳聚糖、海藻酸和淀粉等。天然多糖一般含有丰富的活性基团，如羟基、氨基和羧基等，具备较好的吸水性能。
[0003]现有技术中研究的多糖类吸水缓释材料多以羧甲基纤维素钠为原料，对羧甲基纤维钠进行活化和交联处理，得到交联型吸水缓释材料。然而这种材料在土壤中可降解速度较慢，保水效果不足以满足作物需求，且无法改善土壤的贫瘠状况。因此，如何对现有的技术方案进行改进，得到一种同时具备高吸水率、可生物降解且能够缓释的缓释剂，是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多功能土壤用缓释剂及其制备方法，以解决现有技术中缓释材料不可降解、吸水性能差、不能有效提供植株所需营养成分的技术问题。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种多功能土壤用缓释剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)将多糖与磷酸盐缓冲溶液混合，得到多糖溶液；
[0008]2)将活化剂、交联剂、功能添加剂顺次加入多糖溶液中，混合后静置成凝胶，得到多糖水凝胶；
[0009]3)多糖水凝胶经过冷冻干燥后，即得到多功能土壤用缓释剂。
[0010]进一步的，所述多糖包含海藻酸钠、阿拉伯胶、羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素钠中的一种或几种。
[0011]进一步的，所述磷酸盐缓冲溶液由磷酸二氢钾溶液和磷酸氢二钠溶液按照一定比例混合得到，所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.05～0.08mol/L，所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.05～0.08mol/L，所述磷酸盐缓冲液的pH为5.0～6.8。
[0012]进一步的，所述多糖和磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为2.0～8.0g：100mL。
[0013]进一步的，所述活化剂包含吐温20、吐温40和吐温80中的一种或几种；所述多糖中羧酸基团和活化剂的摩尔比为1：1.5～2.0。
[0014]进一步的，所述交联剂包含尿素；所述多糖中羧酸基团和交联剂的摩尔比为1：0.5
～1.2。
[0015]进一步的，所述功能添加剂包含对苯二胺、亚油酸二乙醇酰胺和月桂醇二乙醇酰胺中的一种或几种；所述功能添加剂的添加量为多糖溶液质量的1～3wt％。
[0016]进一步的，所述静置的时间为3～5h。
[0017]进一步的，所述冷冻干燥的温度为
‑
70～
‑
50℃，冷冻干燥的压强为1～10Pa，冷冻干燥的时间为20～40h。
[0018]本专利技术还提供了一种多功能土壤用缓释剂。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术通过溶胶
‑
凝胶法和冷冻干燥技术制备出多功能土壤用缓释剂。本专利技术的多功能土壤用缓释剂吸水率可达到730g/g以上，在干旱的土壤中仍能够适用。缓释剂还具有增肥的效果，明显提高土壤中的有效氮含量，为作物提供营养成分，是一种多功能的土壤用缓释剂。本专利技术的制备方法操作简单，反应条件温度，不产生有毒有害物质，对环境友好，可降解。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1～6及对比例所得多功能土壤用缓释剂的吸水性能测试图；
[0022]图2为本专利技术实施例1得到的多功能土壤用缓释剂的降解性测试图；
[0023]图3为采用本专利技术实施例1种植西红柿后土壤中有效含氮量变化图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种多功能土壤用缓释剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025]1)将多糖与磷酸盐缓冲溶液混合，得到多糖溶液；
[0026]2)将活化剂、交联剂、功能添加剂顺次加入多糖溶液中，混合后静置成凝胶，得到多糖水凝胶；
[0027]3)多糖水凝胶经过冷冻干燥后，即得到多功能土壤用缓释剂。
[0028]在本专利技术中，所述多糖包含海藻酸钠、阿拉伯胶、羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素钠中的一种或几种，优选为海藻酸钠和/或阿拉伯胶。
[0029]在本专利技术中，所述磷酸盐缓冲溶液由磷酸二氢钾溶液和磷酸氢二钠溶液按照一定比例混合得到，所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.05～0.08mol/L，优选为0.06～0.07mol/L，进一步优选为0.065mol/L。
[0030]在本专利技术中，所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.05～0.08mol/L，优选为0.06～0.07mol/L，进一步优选为0.065mol/L；所述磷酸盐缓冲液的pH为5.0～6.8，优选为5.2～6.0，进一步优选为5.6～6.0。
[0031]在本专利技术中，所述多糖和磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为2.0～8.0g：100mL，优选为3.0～7.0g：100mL，进一步优选为4.0～7.0g：100mL。
[0032]在本专利技术中，所述活化剂包含吐温20、吐温40和吐温80中的一种或几种，优选为吐温20。
[0033]在本专利技术中，所述多糖中羧酸基团和活化剂的摩尔比为1：1.5～2.0，优选为1：1.6～1.8，进一步优选为1：1.7。
[0034]在本专利技术中，所述交联剂包含尿素，优选为尿素。
[0035]在本专利技术中，所述多糖中羧酸基团和交联剂的摩尔比为1：0.5～1.2，优选为1：0.6～1.0，进一步优选为1：0.7～1.8。
[0036]在本专利技术中，所述功能添加剂包含对苯二胺、亚油酸二乙醇酰胺和月桂醇二乙醇酰胺中的一种或几种，优选为对苯二胺。
[0037]在本专利技术中，所述功能添加剂的添加量为多糖溶液质量的1～3wt％，优选为1.5～2.5wt％，进一步优选为2wt％。
[0038]在本专利技术中，所述静置的时间为3～5h，优选为4h。
[0039]在本专利技术中，所述冷冻干燥的温度为
‑
70～
‑
50℃，优选为
‑
65～
‑
55℃，进一步优选为
‑
60℃；冷冻干燥的压强为1～10Pa，优选为2～8Pa，进一步优选为3～6Pa；冷冻干燥的时间为20～40h，优选为22～38h，进一步优选为25～30h。
[0040]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0041]实施例1
[0042]多糖溶液的制备：
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能土壤用缓释剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将多糖与磷酸盐缓冲溶液混合，得到多糖溶液；2)将活化剂、交联剂、功能添加剂顺次加入多糖溶液中，混合后静置成凝胶，得到多糖水凝胶；3)多糖水凝胶经过冷冻干燥后，即得到多功能土壤用缓释剂。2.根据权利要求1所述的多功能土壤用缓释剂的制备方法，其特征在于，所述多糖包含海藻酸钠、阿拉伯胶、羧甲基壳聚糖和羧甲基纤维素钠中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的多功能土壤用缓释剂的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲溶液由磷酸二氢钾溶液和磷酸氢二钠溶液按照一定比例混合得到，所述磷酸二氢钾溶液的浓度为0.05～0.08mol/L，所述磷酸氢二钠溶液的浓度为0.05～0.08mol/L，所述磷酸盐缓冲液的pH为5.0～6.8。4.根据权利要求1～3任意一项所述的多功能土壤用缓释剂的制备方法，其特征在于，所述多糖和磷酸盐缓冲溶液的质量体积比为2.0～8.0g：100mL。5.根据权利要求4所述的多功能土壤用缓释剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢凌彬，牛晨熙，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：