以木质素和粘土为原料制备双效尿素包衣材料的研究开题报告

全文总字数：1411字

1. 研究目的与意义

肥料利用率不高不仅造成资源的浪费,降低了农业生产的经济效益,而且带来了严重的环境问题。

控释或缓释肥料可以避免土壤中养分过量供应,协调土壤养分供应与植物养分吸收之间的矛盾,从而提高养分利用率和减少了对环境的危害,成为肥料发展的新方向。

本研究以木质素与尿素为原料，粘土、水滑石，改变木质素球状结构，形成以木质素、水滑石尿素混合体系为中心，以粘土为外壳的包膜型结构，从而大幅度降低尿素的释放速率，使其具有较好的缓释性能，对环境保护，节约能源，经济效益具有重大意义。

2. 国内外研究现状分析

我国控缓释肥料的研究与开发起步较晚。

90年代末期沈阳农业大学研制了以聚乙烯醇与淀粉为主成分的包衣材料，用于玉米等专用肥包衣；之后南京林业大学、中国农科院土肥料所、西北农林科技大学、山东农业大学、中国农业大学、北京农林科学院、山东金正大公司等单位相继进行了控缓释肥的研究。

美国是世界上最早研究缓释肥料的国家，以包硫尿素为主，还有包硫氯化钾、包硫磷酸二铵等，养分释放受温度、水分、施肥方式等因素的影响。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本论文综述了缓释肥料的国内外研究进展、缓释肥料的种类、缓释肥料的缓释机理、包膜的检测方法，并提出了以木质素、粘土、水滑石、尿素为原料制备缓释肥料的实验设计方案。本课题是用熔融法制备木质素/粘土缓释尿素，在熔融状态下木质素和粘土可以很好的包裹在尿素外面，形成包膜结构。

研究计划：2个月用时，将木质素与黏土配比，设对比试验。含硫酸铜蒙脱土时硫酸铜与蒙脱土的质量比为1:100。3.pva 淀粉质量为木质素的百分之一到一点五（待定，可设对比试验）。

1个月用时，用扫描电镜观测木质素及木质素/蒙脱土结构差别，测两者淋溶率和吸水率。用pva 淀粉加入木质素/蒙脱土中测淋溶率和吸水率。以上两种中加入合适的硫酸铜，用标准硫酸滴定，作对比试验。

4. 研究创新点

木质素是含有大量酚羟基等极性基团的高分子聚合物，由于分子内氢键的形成使得木质素形成致密的球核形超分子微区。但已有研究显示带羟基极性基团的化合物与木质素间的相互作用能破坏木质素的致密超分子微区，使其形成带有蜂窝型的孔洞结构，这些孔洞结构可以使客体分子的承载量增加。而粘土是具有由硅(铝)氧四面体片层和金属-氧(羟基)八面体片层构成的层状结构。由于粘土层板上，与硅或铝原子相连的羟基带有较强的电负性，因此粘土能与木质素上的极性基团相互作用，使木质素的致密球形核得到疏松，形成孔洞。另外，粘土的无机层板状结构相对木质素属刚性，犹如砖块不规则堆砌后能产生大量的堆砌孔洞，能促使复合材料中产生更多的孔区域，这诱使木质素的超分子微区的密度进一步降低，有利于形成疏松的蜂窝型复合结构。当蜂窝型的复合材料制成后，可将其浸于溶有肥料分子的溶液中，在搅拌等外加动力的基础上，肥料分子可组装进孔洞中，最终达到制得蜂窝型木质素/蒙脱土缓释尿素复合材料目的。加入水滑石可以通过其与木质素的反应加长木质素的链段，从而使其缓释效果增加。