【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及肥料，具体为一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥。
技术介绍
1、传统肥料在施用后往往存在养分释放过快、利用率低、易导致土壤和水体污染等问题，为了解决这些问题，人们开发了多种缓释肥料。淀粉基凝胶包膜缓释肥是一种利用淀粉及其衍生物作为包膜材料制备的缓释肥料，该肥料通过特定的工艺将淀粉进行改性或与其他材料复合，形成具有缓释功能的包膜层，包裹在肥料颗粒表面，从而达到控制肥料养分释放速率、延长肥料使用寿命的目的。
2、在淀粉基凝胶包膜缓释肥中，聚丙烯酸(paa)容易与溶液中的质子结合或电离出质子，在低ph值下，-cooh容易质子化，疏水作用起主导作用，导致含有羧基基团聚合物链卷曲，使膜表面的孔径变大，从而有利于渗透介质的通过；而在高ph值下，-cooh电离成-coo-，使聚合物链舒展，孔径变小，渗透介质难以通过。从上述特点中可以看出，凝胶作为ph响应性缓释肥料的包覆材料的潜力，但是在现有技术中，对具有ph响应性的淀粉基水凝胶的研究较少，无法得知凝胶的吸水溶胀性能、ph响应性能以及肥料在不同酸碱度的环境中的持水保水与缓控释性能，严重制约了其作为缓释肥料包覆材料的发展，基于此，本专利技术设计了一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，解决了
技术介绍
中对具有ph响应性的淀粉基水凝胶的研究较少以及制约缓释肥料包覆材料的发展的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如
3、一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，包括核心肥料和包覆在核心肥料表面的ph响应性淀粉基凝胶包膜，其特征在于，其中所述核心肥料为尿素，所述包膜材料由非晶态淀粉、丙烯酸(aa)单体、交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(mba)及引发剂过硫酸钾(kps)经交联聚合反应制得，该包膜材料在不同ph值下表现出不同的通透性以控制养分的释放速率。
4、优选的，所述非晶态淀粉的制备方法包括：
5、步骤s101，将普通玉米淀粉加入体积分数为50％的乙醇中，在85℃下搅拌处理；
6、步骤s102，经抽滤、洗涤、干燥和粉碎筛分得到非晶态淀粉。
7、优选的，所述ph响应性淀粉基凝胶的制备方法包括以下步骤：
8、步骤s201，将非晶态淀粉溶解于蒸馏水中，加入丙烯酸(aa)和交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(mba)，在60℃下进行预交联处理，预交联处理时间为30分钟；
9、步骤s202，在上一步骤得到的预交联体系中缓慢滴加溶解有过硫酸钾(kps)的引发剂溶液，升温引发交联反应，得到凝胶；
10、步骤s203，将得到的凝胶进行干燥处理，并研磨成粉末备用。
11、优选的，所述步骤s202中的交联反应，非晶态淀粉(st)与丙烯酸(aa)的摩尔比范围为2:1至7:2，非晶态淀粉(st)与交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(mba)的摩尔比范围为300:1至2000:1，非晶态淀粉(st)与过硫酸钾(kps)的摩尔比固定为400:1。
12、优选的，所述包膜缓释肥的制备方法包括：
13、将无水乙醇喷洒在尿素表面使其润湿，然后将研磨后的ph响应性淀粉基凝胶粉末利用圆盘法均匀地包覆在尿素表面，涂覆多层后干燥制得。
14、优选的，所述包覆层数为三层，且干燥温度为50℃，干燥时间为48小时。
15、优选的，所述的一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，包括以下步骤：
16、步骤a，制备非晶态淀粉；
17、步骤b.以非晶态淀粉为基料，通过交联反应制备ph响应性淀粉基凝胶；
18、步骤c，将核心肥料表面均匀润湿后，利用圆盘法将ph响应性淀粉基凝胶包膜粉末均匀涂覆在核心肥料表面，形成多层包膜；
19、步骤d，在一定温度下干燥固化，得到ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥。
20、优选的，上述各步骤中的原料配比、反应条件及操作细节均经过优化，以确保制得的肥料具有良好的ph响应性和缓释效果。
21、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
22、1、本专利技术，通过特定的制备工艺，将普通玉米淀粉转化为非晶态淀粉，并成功与丙烯酸(aa)单体及交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(mba)交联，形成具有三维网络结构的ph响应性淀粉基凝胶，这种凝胶能够根据土壤ph值的变化智能调节其通透性，从而在酸性土壤中促进养分快速释放，在碱性土壤中减缓养分释放，显著提高了肥料的ph响应性。
23、2、本专利技术，该ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥(sa-srf)在不同ph值的土壤环境中均表现出良好的持水率和保水率，特别是在碱性土壤中效果更佳，这有助于改善土壤保水能力，减少灌溉需求，促进作物生长。
24、3、本专利技术，sa-srf在弱碱性土壤环境中展现出优异的缓释性能，氮平衡累计释放率稳定且符合缓释肥标准，这种缓释特性有助于减少养分流失，提高肥料利用率，降低环境污染，同时满足作物在不同生长阶段对养分的需求；通过智能调控养分的释放速率，该缓释肥能够确保养分在作物最需要时缓慢而稳定地释放，从而提高肥料的整体利用率。
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1.一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，包括核心肥料和包覆在核心肥料表面的pH响应性淀粉基凝胶包膜，其特征在于，其中所述核心肥料为尿素，所述包膜材料由非晶态淀粉、丙烯酸(AA)单体、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)及引发剂过硫酸钾(KPS)经交联聚合反应制得，该包膜材料在不同pH值下表现出不同的通透性以控制养分的释放速率。
2.根据权利要求1所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于，所述非晶态淀粉的制备方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于，所述pH响应性淀粉基凝胶的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于：所述步骤S202中的交联反应，非晶态淀粉(St)与丙烯酸(AA)的摩尔比范围为2:1至7:2，非晶态淀粉(St)与交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的摩尔比范围为300:1至2000:1，非晶态淀粉(St)与过硫酸钾(KPS)的摩尔比固定为400:1。
5.根据权利要求1所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包
6.根据权利要求5所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于：所述包覆层数为三层，且干燥温度为50℃，干燥时间为48小时。
7.根据权利要求1所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种pH响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于：上述各步骤中的原料配比、反应条件及操作细节均经过优化，以确保制得的肥料具有良好的pH响应性和缓释效果。
...【技术特征摘要】
1.一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，包括核心肥料和包覆在核心肥料表面的ph响应性淀粉基凝胶包膜，其特征在于，其中所述核心肥料为尿素，所述包膜材料由非晶态淀粉、丙烯酸(aa)单体、交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(mba)及引发剂过硫酸钾(kps)经交联聚合反应制得，该包膜材料在不同ph值下表现出不同的通透性以控制养分的释放速率。
2.根据权利要求1所述的一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于，所述非晶态淀粉的制备方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于，所述ph响应性淀粉基凝胶的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种ph响应性淀粉基凝胶包膜缓释肥，其特征在于：所述步骤s202中的交联反应，非晶态淀粉(st)与丙烯酸(aa)的摩尔...
【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，廖勋桦，闫昊坛，王世玉，栗雯，薛子健，张益益，李培松，李洋洋，陈振彬，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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