控緩釋型磷的補磷劑及製備方法和用途的製作方法
2023-08-07 01:49:56 1
專利名稱：控緩釋型磷的補磷劑及製備方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控緩釋型磷的補磷劑及製備方法和用途。
背景技術：
磷是動物體內含量較多的礦物元素之一，其需要量僅次於鈣，在動物生長、發育中佔有重要地位。其中佔總磷85～88％的磷存在於骨骼和牙齒中，與鈣一起維持骨骼和牙齒的正常硬度。而且磷還作為高能磷酸鍵和磷酸肌酸的組分，參與機體的能量代謝，磷以磷脂的方式參與脂類物質、脂溶性維生素的吸收和細胞膜的構成，並作為遺傳物質和一些酶的組成成分，參與機體的許多重要生命過程。日糧中磷缺乏或不足會引起動物生長緩慢或停滯，發生骨病，嚴重時導致死亡等嚴重後果。
豬和禽類等單胃動物和魚類消化道內缺乏水解植酸的植酸酶，對植物性飼料中磷的利用率較低，必須通過添加磷源來滿足畜禽磷的需要。飼料中常用的磷源包括骨粉和磷酸鹽類。骨粉是由動物的骨加工而成，在飼料中當作鈣、磷補充物使用，但因成分變化大，來源不穩定，而且常有異臭，更有的動物骨收購者因避免蠅蛆繁殖，常噴灑一些藥劑而致使骨粉帶毒，在國外飼料工業上認為骨粉類是引發狂牛症的直接原因，所以其使用量逐漸減少。磷酸鹽類主要包括磷酸二氫鈣，磷酸氫鈣，磷酸三鈣等。磷源的生物學效價不僅影響養殖經濟效益，而且不能被動物吸收的磷將隨糞便排出體外，造成磷資源浪費和磷對環境的汙染。
雙金屬氧化物是一種由兩種不同價態的金屬氧化物組成的人工合成物，簡稱LDO(Layered Double Oxides)。它具有類似於水鎂石(Mg(OH)2)的層狀結構，其前身為水滑石類化合物，亦被稱為陰離子粘土。水滑石的化學結構通式為M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]其中M2+為Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+等二價金屬陽離子；M3+為Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+等三價金屬陽離子；An-為CO32-，Cl-，NO3-，SO42-等陰離子；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。以上結構式可以看作是水鎂石中的二價金屬陽離子被三價金屬陽離子部分替代的產物，為平衡結構層的正電荷，在結構層之間又充填了陰離子，此外還有水分子。已有較多文獻報導了水滑石的製備方法，如共沉澱法或水熱法等。
水滑石在450℃～550℃下煅燒將破壞其層狀結構，得到混合的雙金屬氧化物(LDO)。雙金屬氧化物能通過吸附環境中的陰離子和水分子來恢復重建水滑石結構，且因具有較大的比表面積和孔體積，容易接受客體。焙燒後的雙金屬氧化物比其前驅物有更大的比表面積，且具有結構「記憶」效應，即在水環境中重新吸收陰離子使其恢復原有的層狀結構。
發明內容
本發明的目的是提供一種控緩釋型磷的補磷劑及製備方法和用途。
控緩釋型磷的補磷劑是一種含活性磷的雙金屬氧化物，按重量百分比計，磷在雙金屬氧化物中的含量為5～30％。
控緩釋型磷的補磷劑的製備方法步驟如下1)將水滑石在450～550℃溫度下煅燒，製得雙金屬氧化物，再研磨至大於400目，加水攪拌均勻，製成濃度為1％～10％的懸浮漿液；2)將含磷量為雙金屬氧化物重量6～35％的磷酸鹽，預先配置成0.1～1.0mol/L的磷酸鹽水溶液，於攪拌下緩慢加入步驟1)的懸浮漿液中，室溫反應5～10小時；3)步驟2)的懸浮漿液離心或過濾脫水；4)將步驟3)所得的濾餅烘乾、粉碎至大於300目，得到控緩釋型磷的補磷劑發明中使用的水滑石可以是市售商品，也可以根據現有技術製備，其製備技術是眾所周知的。水滑石化學結構通式為[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，其中，二價金屬離子M2+為Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+中的任何一種，三價金屬離子M3+為Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+中的任何一種；An-為CO32-，Cl-，NO3-，SO42-中的任何一種；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。雙金屬氧化物為將水滑石在450～550℃溫度下煅燒而成。
本發明製備方法中，所說的磷酸鹽可以是磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫鈉或者磷酸氫鉀。
製備方法的漿液脫水工藝，可因地制宜，選用離心或過濾等方法進行脫水。脫水後所得的濾餅可使用常規烘乾設備乾燥。烘乾後的控緩釋型磷的補磷劑為塊狀，可選用常規粉碎設備粉碎至粒度大於300目。
控緩釋型磷的補磷劑用作畜禽、水產動物、牛羊的補磷飼料添加劑。
本發明的優點是(1)利用雙金屬氧化物通過吸附磷酸根陰離子來恢復重建水滑石結構層狀結構的性質來負載磷，實施方法簡便，生產成本較低。
(2)由於雙金屬氧化物具有很好的生物相容性和胃腸道黏膜親和性、層間可交換性、高表面活性和大比表面積等特點，使之對所負載的磷具有控緩釋作用，從而大大提高了磷的吸收利用率，降低了磷資源浪費和磷對環境的汙染。
(3)以雙金屬氧化物為載體的補磷劑易於與飼料混合，形成均勻分散系，使用方便。
具體實施例方式
本發明結合以下實例作進一步的說明。
實施例1
1)將市售的水滑石在450℃溫度下煅燒，製得雙金屬氧化物，再研磨至400目，加水攪拌均勻，製成濃度為10％的懸浮漿液；2)將含磷量為雙金屬氧化物重量6％的磷酸鈉，預先配置成0.1mol/L的磷酸鈉水溶液，於攪拌下緩慢加入步驟1)的懸浮漿液中，室溫反應5小時；3)步驟2)的懸浮漿液離心脫水；4)將步驟3)所得的濾餅烘乾、粉碎至300目，得到控緩釋型磷的補磷劑。磷在雙金屬氧化物中的含量為5％。
實施例21)將市售的水滑石在550℃溫度下煅燒，製得雙金屬氧化物，再研磨至500目，加水攪拌均勻，製成濃度為1％的懸浮漿液；2)將含磷量為雙金屬氧化物重量35％的磷酸鉀，預先配置成1.0mol/L的磷酸鉀水溶液，於攪拌下緩慢加入步驟1)的懸浮漿液中，室溫反應10小時；3)步驟2)的懸浮漿液過濾脫水；4)將步驟3)所得的濾餅烘乾、粉碎至大於300目，得到控緩釋型磷的補磷劑。磷在雙金屬氧化物中的含量為30％。
實施例3預備根據「鎂鋁型水滑石水熱合成」(謝暉，矯慶澤，段雪.應用化學，2001，1870-72)的方法製備水滑石。
1)將預備步驟中得到的水滑石在500℃溫度下煅燒，製得雙金屬氧化物，再研磨至600目，加水攪拌均勻，製成濃度為5％的懸浮漿液；2)將含磷量為雙金屬氧化物重量20％的磷酸氫鈉，預先配置成0.5mol/L的磷酸氫鈉水溶液，於攪拌下緩慢加入步驟1)的懸浮漿液中，室溫反應8小時；3)步驟2)的懸浮漿液離心脫水；4)將步驟3)所得的濾餅烘乾、粉碎至大於300目，得到控緩釋型磷的補磷劑。磷在雙金屬氧化物中的含量為17％。
實施例4預備根據「二元金屬類水滑石的合成及其作為前驅體對NOx的吸附性能研究」(郭志強，倪哲明，俞衛華，王力耕，葛忠華.材料科學與工程學報，2004，22(6)878-880)的方法製備水滑石。
1)將預備步驟中得到的水滑石在480℃溫度下煅燒，製得雙金屬氧化物，再研磨至500目，加水攪拌均勻，製成濃度為6％的懸浮漿液；2)將含磷量為雙金屬氧化物重量15％的磷酸氫鉀，預先配置成0.8mol/L的磷酸氫鉀水溶液，於攪拌下緩慢加入步驟1)的懸浮漿液中，室溫反應6小時；3)步驟2)的懸浮漿液離心脫水；4)將步驟3)所得的濾餅烘乾、粉碎至300目，得到控緩釋型磷的補磷劑。磷在雙金屬氧化物中的含量為13％。
控緩釋型磷的補磷劑用作畜禽、水產動物、牛羊的補磷飼料添加劑。使用方法將粉末狀的控緩釋型磷，按以下添加劑量拌入畜禽、水產動物、牛羊飼料中(以磷計)豬0.15～0.6％，蛋禽0.30～0.40％，肉禽0.30～0.45％，水產動物0.3～0.9％，牛羊0.2～1.0％。
權利要求
1.一種控緩釋型磷的補磷劑，其特徵在於它是一種含活性磷的雙金屬氧化物，按重量百分比計，磷在雙金屬氧化物中的含量為5～30％。
2.根據權利要求1所述的一種控緩釋型磷的補磷劑，其特徵在於，所說的雙金屬氧化物為將水滑石在450～550℃溫度下煅燒而成。
3.根據權利要求2所述的一種控緩釋型磷的補磷劑，其特徵在於，所說的水滑石化學結構通式為[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，其中，二價金屬離子M2+為Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+中的任何一種，三價金屬離子M3+為Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+中的任何一種；An-為CO32-，Cl-，NO3-，SO42-中的任何一種；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。
4.一種如權利要求1所述一種控緩釋型磷的補磷劑的製備方法，其特徵在於方法的步驟如下1)將水滑石在450～550℃溫度下煅燒，製得雙金屬氧化物，再研磨至大於400目，加水攪拌均勻，製成濃度為1％～10％的懸浮漿液；2)將含磷量為雙金屬氧化物重量6～35％的磷酸鹽，預先配置成0.1～1.0mol/L的磷酸鹽水溶液，於攪拌下緩慢加入步驟1)的懸浮漿液中，室溫反應5～10小時；3)步驟2)的懸浮漿液離心或過濾脫水；4)將步驟3)所得的濾餅烘乾、粉碎至大於300目，得到控緩釋型磷的補磷劑。
5.根據權利要求4所述的一種控緩釋型磷的補磷劑的製備方法，其特徵在於，所說的水滑石化學結構通式為[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，其中，二價金屬離子M2+為Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+中的任何一種，三價金屬離子M3+為Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+中的任何一種；An-為CO32-，Cl-，NO3-，SO42-中的任何一種；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。
6.根據權利要求4所述的一種控緩釋型磷的補磷劑的製備方法，其特徵在於所說的磷酸鹽為磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸氫鈉或磷酸氫鉀。
7.一種如權利要求1所述的一種控緩釋型磷的補磷劑的用途，其特徵在於用作畜禽、水產動物、牛羊的補磷飼料添加劑。
全文摘要
本發明公開了一種控緩釋型磷的補磷劑及製備方法和用途，它是一種含活性磷的雙金屬氧化物。按重量百分比計，磷在雙金屬氧化物中的含量為5～30％。其製備方法是，將水滑石煅燒到450～550℃得到雙金屬氧化物，利用雙金屬氧化物通過層狀結構重建吸附陰離子的性質來搭載磷酸根或磷酸氫根離子，經過濾、乾燥、粉碎製成。由於雙金屬氧化物具有很好的生物相容性和胃腸道黏膜親和性、層間可交換性、高表面活性和大比表面積等特點，使之對所負載的磷具有控緩釋作用，從而大大提高了磷的吸收利用率，降低了磷資源浪費和磷對環境的汙染；而且以雙金屬氧化物為載體的補磷劑易於與飼料混合，形成均勻分散系，使用方便。
文檔編號A23K1/16GK1823614SQ20061005011
公開日2006年8月30日 申請日期2006年3月31日 優先權日2006年3月31日
發明者夏枚生, 胡彩虹, 潘金敏 申請人:浙江大學