一种聚多巴胺纳米球基缓释药肥及其制备工艺

1.本发明属于药肥缓释技术领域，具体地说，涉及一种聚多巴胺纳米球基缓释药肥及其制备工艺。


背景技术：

2.化肥是指能供给作物生长发育所需养分，改善土壤性状，提高作物产量和品质的一类化学物质；农药，是指农业上用于防治病虫害及调节植物生长的化学药剂。因此，化肥和农药是农业生产中的两大重要生产资料。
3.大量的药肥流失带来了巨大的经济损失，并且导致了严重的水、土壤和空气污染，威胁人类健康。药肥缓释是解决药肥流失的重要途径。现阶段缓释药肥大多以不可降解、有毒害、不环保的原料制备，不符合当前政策，因此需要开发出一种可降解、无毒、环保的缓释肥料。
4.多巴胺（da，或3-羟酪胺，3,4-二羟苯乙胺）是一种内源性含氮有机化合物，它可以聚合形成聚多巴胺（polydopamine，pda），合成的示意如下：聚多巴胺具有较强的粘附作用，并且具有化学功能性，可与多种官能团发生反应。虽已有许多研究开发出了具有良好缓释效果的缓释药肥，但大多是以各种高分子材料为硬模版剂，吸附药肥后再将聚多巴胺附着在表面，这对药肥原料的安全性提出了更高的要求。
5.因此需要开发一种缓释药肥的新技术。


技术实现要素：

6.为避免引入模版剂和提高聚多巴胺的利用率，本发明的目的在于提供一种聚多巴胺纳米球基缓释药肥，本发明的另一目的在于提供该缓释药肥的制备工艺。
7.为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种聚多巴胺纳米球基缓释药肥，所述的缓释药肥以聚多巴胺纳米球为模版，模板的内部包裹药肥，模板的外部附着金属盐肥。
8.所述的缓释药肥包括以下各组分：药肥50-70wt%、金属盐肥5-25wt%以及聚多巴胺纳米球10-30wt%。
9.所述的药肥为肥料或农药，所述的肥料为尿素、碳酸氢铵、氯化铵、磷酸钙、过磷酸钙、磷酸铵中的一种或多种，所述的农药为噻唑膦、氧乐果、甲维盐、虫酰肼中的一种或多种。
10.所述的金属盐肥为钾、钙、镁的可溶性盐中的至少一种。
11.前述聚多巴胺纳米球基缓释药肥的制备工艺，包括以下步骤：
g白色粉末状固体；将干燥后的固体分散至450ml的含0.9mol/l氯化钾和0.1mol/l氯化镁的金属肥溶液中，搅拌24 h，过滤烘干，最终得到72.3 g聚多巴胺纳米球基缓释药肥。
24.实施例4取100ml水，加入15.3 g的多巴胺、14.3 g的尿素、14.3 g的过磷酸钙、2.0g的噻唑膦，搅拌1 h；向溶液中加入碱性离子交换树脂调节ph至8，加热至80℃，搅拌12 h后过滤干燥41.8 g灰色粉末状固体；将干燥后的固体分散至430ml的含0.8mol/l氯化钾和0.2mol/l氯化镁的金属肥溶液中，搅拌18h，过滤烘干，最终得到54.9g聚多巴胺纳米球基缓释药肥。
25.实施例5取100 ml水，加入30.6 g的多巴胺、30.6g的尿素、30.6g的磷酸铵，搅拌1 h；向溶液中加入碱性离子交换树脂调节ph至8，加热至80℃，搅拌12 h后过滤干燥得到90.1g粉末状固体；将干燥后的固体分散至290ml的含0.8 mol/l氯化钾和0.2 mol/l氯化镁的金属肥溶液中，搅拌12h，过滤烘干，最终得到99.1g聚多巴胺纳米球基缓释药肥。
26.将实施例1~5所得缓释药肥进行以下测试：缓释效果测试：按照缓释肥料的国家标准（gb/t 23348-2009）采用水溶出率法测定：称取肥料试样约10g放入100目的尼龙纱网做成的小袋中，将小袋放入250ml玻璃瓶中，加入200ml水，加盖密封，置于25℃生化恒温培养箱中，每天进行取样，采用自动分析仪测试（参照gb/t 22923-2008）其氮释放量，计算累积氮释放率，计算公式如下：v＝wn/w，式中，wn为第n天测定的氮释放量的质量分数，w为总氮的质量分数，其测试结果如表1所示。
27.表1 缓释测试结果 1d溶出率（%）15d溶出率（%）30d溶出率（%）45d溶出率（%）60d溶出率（%）实施例10.665.5320.1158.6085.21实施例20.625.8621.5257.8884.67实施例30.615.4920.3758.1584.78实施例40.645.6120.6857.4684.57实施例50.655.8221.3358.7385.19
可见，实施例1~5所得缓释药肥均具有良好的缓释效果。


技术特征：
1.一种聚多巴胺纳米球基缓释药肥，其特征在于，所述的缓释药肥以聚多巴胺纳米球为模版，模板的内部包裹药肥，模板的外部附着金属盐肥。2.根据权利要求1所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥，其特征在于，所述的缓释药肥包括以下各组分：药肥50-70wt%、金属盐肥5-25wt%以及聚多巴胺纳米球10-30wt%。3.根据权利要求1所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥，其特征在于，所述的药肥为肥料或农药，所述的肥料为尿素、碳酸氢铵、氯化铵、磷酸钙、过磷酸钙、磷酸铵中的一种或多种，所述的农药为噻唑膦、氧乐果、甲维盐、虫酰肼中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥，其特征在于，所述的金属盐肥为钾、钙、镁的可溶性盐中的至少一种。5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1，将多巴胺和药肥加入水中并分散；s2，向s1所得溶液中加入碱性离子交换树脂调节ph至8~11，然后在20~80℃下搅拌6~24h，过滤收集固体后烘干；s3，取金属盐肥加水配制成金属盐溶液，将s2所得固体加入金属盐溶液中，室温下搅拌8~24h，过滤收集固体后烘干，即得所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥。6.根据权利要求5所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥的制备方法，其特征在于，s1所得溶液中，多巴胺的摩尔浓度为0.1~1 mol/l。7.根据权利要求5所述的聚多巴胺纳米球基缓释药肥的制备方法，其特征在于，s3中，金属盐溶液的金属离子总浓度为1mol/l。

技术总结
本发明公开了一种聚多巴胺纳米球基缓释药肥及其制备工艺，属于药肥缓释技术领域。本发明的缓释药肥以聚多巴胺纳米球为模版，模板的内部包裹药肥，模板的外部附着金属盐肥。该缓释药肥包括以下各组分：药肥50-70wt%、金属盐肥5-25wt%以及聚多巴胺纳米球10-30wt%。本发明的缓释药肥具有无毒害、可降解的特点，具有良好的应用前景。有良好的应用前景。有良好的应用前景。


技术研发人员：林雨竺 董煜国 杨若菡 刘若琦 姚天煜 董琳 陈祖鹏 顾晓利
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2022.08.11
技术公布日：2022/12/8