缩多脲及多营养元素缓释碳基液肥制备地研究

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目

2、的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：缩多脲及多营养元素缓释碳基液肥的制备研究摘要以碳酸二烷基酯和尿素为原料合成了可以单独作为缓释碳基氮肥使用的缩多脲，其缓释期可以根据不同作物生长周期的长短通过调节平均聚合度来灵活调节，该肥施用后能够在土壤中水和微生物的作用下全部降解为氨和二氧化碳，无任何基体残留。然后以缩多脲和磷酸二氢钾为原料采用熔融缩聚的方法合成了新型多营养元素缓释碳基液肥，该化肥的缓释期同样也可通过控制其平均聚合度n来灵活调节，并且氮、磷、

3、钾的含量及相对比例亦可通过控制缩多脲的平均聚合度m来灵活调节，从而可以合成出适合各种作物的专用肥。对于缩多脲的合成研究采用以下方式进行：（1）以碳酸二甲酯和尿素为原料、甲醇钾为催化剂，在常压下合成了缩三脲，其1结构通过FT-IR、H-NMR予以确认。研究了催化剂用量、投料摩尔比、反应时间对产率的影响，确定其最佳工艺条件为尿素与碳酸二甲酯的摩尔比为1:1.8、甲醇钾用量为碳酸二甲酯质量的6.6%、反应温度共沸回流温度、反应时间为6h，此时产率98%。（2）以沸点相对较高的碳酸二丙酯和尿素为原料在常压下合成了缩多脲。研究了反应温度、反应时间

4、、投料摩尔比对产率的影响，优选的合成工艺条件为尿素与碳酸二丙酯的摩尔配比为1.5:1、反应温度为156℃、反应时间为8h，此时缩多脲的产率为91%，主要成分为缩五脲。（3）在充有二氧化碳的高压釜中，以尿素和碳酸二甲酯为原料，通过酯的氨解反应合成了缩多脲低聚物，研究了二氧化碳的通入压力、反应温度、反应时间对产物的影13响。产物通过C-NMR、元素分析确定是平均聚合度为11的缩多脲，产率最高达88.3%。多营养元素缓释碳基液肥是以缩多脲和磷酸二氢钾为原料，通过熔融缩聚的方式制31备的，其聚合物结构通过P-NMR谱予以确定。研究了反应温度、反

5、应时间、投料摩尔比对产率和产物粘度的影响，当缩多脲与磷酸二氢钾的投料比为1.15:1、应温度为130℃、反应时间为8h时产物的粘度最大为455Pa.s（85℃时测定），此时产率为74.4%。关键词：缩三脲，缩五脲，缩十一脲，碳酸二烷基酯，多营养元素缓释碳基液肥Preparationofpoly(carbonylurea)oligomer(PCUO)anditsnovelcarbon-basedslow-releasedliquidfertilizerwithmulti-nutrientAbstractInthispaper,werepo

6、rtthefacilesynthesisofanovelslow-releasefertilizerpoly(carbonylurea)oligomer(PCUO)withnitrogenandcarbonnutrients,whichwasa“designed”moleculesynthesizedfromdicarbonicesterandureaatoptimizedconditions.Theproductswepreparedhaveslow-releasepropertydependingontheaveragepolyme

7、rizationdegree,andespecially,itmaybecompletelydegradedintoammoniaandcarbondioxidebychemicalandbiologicaldegradationinsoils.Inaddition,anovelcarbon–basedslow-releasedliquidfertilizerwithmulti-nutrientwasfurtherobtainedfromPCUOandpotassiumdihydrogenphosphate(KDP)bymeltpoly

8、condensation.Theslow-releasedpropertyandthemassratioofthenutrientscanalsobecontrolledbytheaveragedegree