本技术公开了铁基配位修饰硼酸的粪便氨挥发阻控剂及制备方法和应用,制备方法包括以下步骤:配置硼酸溶液;向硼酸溶液中加入乙二胺四乙酸,继续搅拌,直至生成硼酸‑有机配体复合物溶液;配置硫酸铁溶液;将硫酸铁溶液滴加至硼酸‑有机配体复合物溶液中,同时进行搅拌,滴加完毕后,加热继续搅拌,冷却至室温后,得到反应混合物;将反应混合物过滤或旋蒸后得到固体产物,洗涤和干燥后,得到氨挥发阻控剂。本发明制备的氨挥发阻控剂不仅具有抑制氨挥发,进而提升粪便中氮素保留率的作用,而且铁基配位修饰硼酸后,材料的抗干扰能力会得到提高,能够更好地抵抗其他物质的竞争吸附或化学反应的影响,确保对氨气的有效抑制。
背景技术
氨是一种无色、有刺激性气味的气体,广泛存在于多种自然和人为环境中,例如畜牧养殖场、有机肥生产、农业种植、生态环境和农村环境等。尤其是在畜牧养殖过程中,在猪场或其他养殖场会产生大量动物粪便,动物粪便的积累会导致大量氨气的产生,这不仅对环境造成污染,而且还有可能对人类和动物的健康带来一系列问题。
目前用于抑制氨(NH3
)挥发的阻控剂产品种类繁多,主要包括化学抑制剂、生物吸附剂和物理覆盖等。化学抑制剂,如硫酸氢钠、硫酸铝和铁盐等,通过降低粪便pH值来有效减少氨挥发,这类阻控剂产品在实验室和田间试验中均显示了显著的抑制效果。例如,硫酸氢钠在肉鸡舍中应用,能减少50%左右的氨排放,并改善脚垫质量。类似的,硫酸铝和硫酸铁盐在畜禽粪便储存过程中也展现出显著的氨减排效果,最高可达90%以上。沸石等吸附剂通过其多孔结构和化学反应与氨结合,降低氨气浓度,在畜禽养殖和粪便处理过程中也表现出较好的效果,减排率可达60%。
尽管现有的氨挥发阻控剂产品在减少氨排放方面具有一定成效,但仍存在诸多缺陷。吸附剂如活性炭和沸石在实验室中表现出良好的吸附能力,但在实际应用中,吸附容量有限,容易饱和,需频繁更换,导致处理成本高昂。生物吸附剂如生物炭对氨的吸附容量较低,适用范围受限。尽管酸化法能够显著减少氨和温室气体的排放,但使用酸性化合物可能对畜舍设备造成腐蚀,影响其长期使用。一些化学试剂如铝盐在特定条件下是有毒的,无法进行使用。
因此,急需一种安全、稳定、不易造成二次污染、环境友好的氨挥发阻控剂。
实现思路