[发明专利]石墨烯胶囊缓释农家肥及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯胶囊缓释农家肥及其制备方法，属于肥料技术领域。本发明解决的技术问题是提供肥效较好的石墨烯胶囊缓释农家肥的制备方法。该方法包括：1)制备得到石墨烯/氧化锌复合材料；2)石墨烯/氧化锌复合材料于硝酸溶液中浸泡，分离，干燥，煅烧，得到石墨烯胶囊；3)石墨烯胶囊与农家肥混匀，得到石墨烯胶囊缓释农家肥。本发明方法简单，工艺简便易操作，成本较低。该石墨烯胶囊缓释农家肥，对农家肥的增效显著，使农作物的长势、产量、品质得到提升；能固定土壤中的重金属离子，减少了对环境的污染，对环境有一定清洁作用；成分简单，不含有害化学物质，且石墨烯胶囊可以很容易的用水洗去，不会对人体健康造成影响。

技术领域

本发明涉及石墨烯胶囊缓释农家肥及其制备方法，属于肥料技术领域。

背景技术

目前我国的农业科技领域主要聚焦于：如何使粮食作物超高产、高品质育种；如何保证农产品优质高效安全生产技术；如何设施农业工程技术；如何提升农产品精深加工技术、节水农业技术和农业生态环境保护和资源综合利用技术；如何发展农业高新技术和基础研究。

在此背景下，作为刀耕火种时代起就一直存在至今的农家肥促进农作物生长的方法，也存在明显的不足之处。农业上农家肥主要通过人工或机械的途径直接播撒到土壤之中，在农家肥中的氮肥、磷肥、钾肥等被农作物完全吸收之前，由于雨水冲刷、日晒风吹、与土壤中的钙等元素结合等多种非人为因素的作用，导致农家肥利用率低，浪费资源且对土壤造成污染，加重环境负担。

虽然现在也存在各类如：专利《一种缓释型化肥》(201710292197.4)；专利《高分子缓释肥》(201710663752.X)；专利《生物菌剂增效缓释化肥》(201910132409.1)；专利《一种基于茶叶种植的石墨烯有机肥》(201810526435.8)的缓释化肥产品，但是这些化肥产品普遍存在成本高、缓释时效短、对农作物高产效果低、缓释效果不稳定、制备技术复杂、操作困难、不能批量生产等多种缺点。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种肥效较好的石墨烯胶囊缓释农家肥的制备方法。

本发明石墨烯胶囊缓释农家肥的制备方法，包括如下步骤：

1)将纳米氧化锌置于炉内，通入保护气体，然后升温至450～800℃，保持保护气体通入的同时通入催化碳源气体进行催化反应，反应温度为450～800℃，反应时间为80～100min，然后冷却至室温，得到石墨烯/氧化锌复合材料；

2)将石墨烯/氧化锌复合材料于硝酸溶液中浸泡以除去纳米氧化锌，然后分离，干燥，并于保护气体保护下、900～1500℃保温6～10h，得到石墨烯胶囊；

3)将石墨烯胶囊与农家肥按质量比0.5％～5％:1混匀，得到石墨烯胶囊缓释农家肥。

优选的，步骤1)中，将纳米氧化锌置于旋转炉内，并保持旋转炉转速为15～20转/min。

进一步优选的，步骤1)中，催化碳源气体的流量为65～100mL/min，保护气体的流量为65～100mL/min。

优选的，步骤1)中，所述催化碳源气体为乙炔或甲烷；所述保护气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氮气。

优选的，步骤2)所述硝酸溶液中，浓硝酸与水的体积比为(3～5):1，所述浓硝酸以质量浓度为68％计。

优选的，步骤3)中，所述农家肥为人类粪尿、牧畜类粪尿、植物腐烂物或厨余垃圾。

作为优选方案，在步骤2)之后，将石墨烯胶囊浸泡在去离子水中，石墨烯和去离子水的质量比为10％～15％:1，超声分散后，再进行步骤3)中的与农家肥混匀。

进一步优选的，石墨烯胶囊在去离子水中的浸泡时间为24～48h，超声分散时间为20～30min。