水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途及其一种制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途及其一种制备方法。其制备步骤为，1）将KMnO4溶液加热煮沸，开启强力搅拌后，缓慢加入盐酸溶液；2）加入完毕后继续反应30-40min，然后让产物在60-70℃下老化处理10-12h得悬浮液；3）悬浮液自然冷却至室温，抽滤悬浮液得到黑褐色沉淀物并用去离子水清洗沉淀物至电导率小于20uS/cm，然后将黑褐色沉淀物冻干并研磨过60目筛即得到人工制备的水钠锰矿。本发明提出了水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途，大大扩展了水钠锰矿的应用。本发明水钠锰矿具有如下有益效果：1.稳定性强，不易挥发。2.生态可接受性好。3.成本低廉，施用少量。
【专利说明】水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途及其一种制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水钠锰矿，具体指水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途及其一种制备方法，属于硝化抑制剂领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]氧化锰矿物的高度缺陷性结构和非理想配比性，使其不仅对自然界中的重金属、贵重金属、过渡金属以及稀土元素等具有强烈的吸附和富集能力，而且还可以氧化或催化氧化环境中的无机离子以及一些有机物，从而调控这些物质在环境中的迁移、转化和毒性。水钠锰矿为氧化锰矿的一种，一般以弱晶质形式存在。人工在较低PH条件下合成的水钠猛矿，为细针球状结晶，常称酸性水钠猛矿，其为六方晶系，晶胞参数为a=0.284nm,c=0.700nm,这与天然水钠猛矿非常接近。由于水钠猛矿的比表面大、电荷零点低、阳离子交换量高、氧化能力强，故对土壤、地下水、海洋及水体中的氧化还原和吸附解吸等环境化学行为起着重要的作用。另一方面水钠锰矿独特的物理化学性质使其可以作为离子交换材料、二次锉离子电池材料、多相催化剂等应用于诸多领域。
[0004]锰矿产品包括冶金锰矿、碳酸锰矿粉、化工用二氧化锰矿粉和电池用二氧化锰矿粉等。二氧化锰在干电池中作消极剂；在有色金属湿法冶金、氢醌(对苯二酸)生产、铀的提炼上作氧化剂；在陶瓷和搪瓷生产中作氧化剂和釉色；在玻璃生产中用于消除杂色和制作装饰玻璃；在农业上的应用仅仅局限于农药的吸附和降解。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对水钠锰矿应用的上述局限性，本发明的目的在于提供一种水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途。
[0007]本发明还提供了一种水钠锰矿的简易制备方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途。
[0009]水钠锰矿作为硝化抑制剂的使用方法，将水钠锰矿以氮肥质量的2.6-3.3%的添加量加入到氮肥中，再将添加有水钠锰矿的氮肥施加到土壤中即可。
[0010]水钠锰矿制备方法，其制备步骤为，
1)将KMnO4溶液加热煮沸，开启强力搅拌后，缓慢加入盐酸溶液；KMn04和盐酸的摩尔比为 2.5:1-2:1 ；
2)加入完毕后开始计时，继续反应30-40min，然后让产物在60-70°C下老化处理10_12h得悬浮液；
3)老化处理结束后，悬浮液自然冷却至室温，抽滤悬浮液得到黑褐色沉淀物并用去离子水清洗沉淀物至电导率小于20uS/cm，然后将黑褐色沉淀物冻干并研磨过60目筛即得到人工制备的水钠锰矿。
[0011]第2)步的继续反应时间优选30min，老化处理温度优选60°C，老化处理时间优选12h。
[0012]作为优选实施例，第I)步KMnO4溶液的浓度为0.4mol/L,量为1000mL,盐酸浓度为6mol/L，量为30mL，KMnO4溶液加入盐酸溶液的速率为lmL/min且逐滴加入。
[0013]本发明提出了水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途，大大扩展了水钠锰矿的应用。相比较现有的硝化抑制剂，本发明水钠锰矿具有如下有益效果:
1.稳定性强，不易挥发。本发明使用水钠锰矿与氮肥混匀使用，该新型硝化抑制剂存在于无机肥料中或在其表面上，不易挥发。在这种情况下，提高了已处理无机肥料的贮存稳定性，避免了硝化抑制剂在贮存期间或施到土壤中的损失。
[0014]2.具有生态可接受性的优点。本发明制备的酸性水钠锰矿与天然水钠锰矿各理化性质非常接近，因为水钠锰矿本身就作为一种氧化物存在于土壤中，故不会导致农业面源污染。
[0015]3.成本低廉，施用少量。酸性水钠锰矿制作成本低廉，且由于其不具挥发性，可以减少无机肥料中硝化抑制剂的加入量，这样就使得硝化抑制剂的施加成本降低，还具有更好的环境耐受性，适于在农田大规模推广施用。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]虽然在现有技术中有通过人工方法制备得到水钠锰矿，但在农业上的应用仅仅局限于农药的吸附和降解。本发明发现水钠锰矿具有硝化抑制剂的一些效能，因此将其作为一种新型的硝化抑制剂来降低或减缓硝化过程，并在实际使用时与氮肥混匀施加到土壤中，从而提高农田氮肥利用率并避免农业面源污染。
[0018]具体使用方法是将水钠锰矿以氮肥质量的2.6-3.3% (优选3%)的添加量加入到氮肥中，再将添加有水钠锰矿的氮肥施加到土壤中即可。
[0019]本发明水钠锰矿的制备过程为，
I)将KMnO4溶液加热煮沸(既可在恒温油浴下加热煮沸，也可以直接在电炉上加热煮沸)，开启强力搅拌后，缓慢加入浓盐酸溶液。KMn04和盐酸的摩尔比为2.5:1-2:1 ;也可按KMnO4:HCL浓度比为1:15，体积比为100:3进行量的控制，这样制备效果更好。
[0020]2)加入完毕后开始计时，继续反应30_40min，然后让产物在60_70°C下老化处理10_12h得悬浮液；
3)老化处理结束后，悬浮液自然冷却至室温，抽滤悬浮液得到黑褐色沉淀物并用去离子水清洗沉淀物至电导率小于20uS/cm，然后将黑褐色沉淀物冻干并研磨过60目筛即得到人工制备的水钠锰矿。
[0021]一个优选制备方法是:将1000mL 0.4mol/L的KMnO4溶液在恒温油浴加热下煮沸，开启强力搅拌后，按lmL/min的速率逐滴加入30mL 6mol/L的盐酸，滴加完毕后开始计时，继续反应30min，产物在60°C下老化处理12h。反应结束后，悬浮液自然冷却至室温，抽滤悬浮液得到黑褐色沉淀物 并用去离子水清洗沉淀物至电导率小于20uS/cm，然后将黑褐色沉淀物冻干并研磨过60目筛待用。[0022]本发明水钠锰矿是人工在较低pH条件下合成的，为细针球状结晶，常称酸性水钠锰矿，其为六方晶系，晶胞参数为a=0.284nm, c=0.700nm，这与天然水钠锰矿非常接近，因此作为硝化抑制剂加入到土壤中具有良好的生态可接受性。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所 有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【权利要求】
1.水钠锰矿作为硝化抑制剂的新用途。
2.水钠锰矿作为硝化抑制剂的使用方法，其特征在于:将水钠锰矿以氮肥质量的.2.6-3.3%的添加量加入到氮肥中，再将添加有水钠锰矿的氮肥施加到土壤中即可。
3.水钠锰矿制备方法，其特征在于:其制备步骤为， 1)将KMnO4溶液加热煮沸，开启强力搅拌后，缓慢加入盐酸溶液；KMn04和盐酸的摩尔比为 2.5:1-2:1 ； .2)加入完毕后开始计时，继续反应30-40min，然后让产物在60-70°C下老化处理.10-12h得悬浮液； .3)老化处理结束后，悬浮液自然冷却至室温，抽滤悬浮液得到黑褐色沉淀物并用去离子水清洗沉淀物至电导率小于20uS/cm，然后将黑褐色沉淀物冻干并研磨过60目筛即得到人工制备的水钠锰矿。
4.根据权利要求3所述的水钠锰矿制备方法，其特征在于:第2)步的继续反应时间优选30min，老化处理温度优选60°C，老化处理时间优选12h。
5.根据权利要求3或4所述的水钠锰矿制备方法，其特征在于:第I)步KMnO4溶液的浓度为0.4mol/L，量为1000mL,盐酸浓度为6mol/L，量为30mL，KMnO4溶液加入盐酸溶液的速率为lmL/min且逐滴加入。
【文档编号】C05G3/08GK103553848SQ201310510112
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】辛晓平, 蒋先军, 李仕伟, 苏静 申请人:西南大学