石墨烯肥料新技術
石墨烯肥料技術主要集中在利用其獨特的物理和化學性質,開發(fā)緩釋肥料、提高肥料利用率以及改善土壤環(huán)境等方面。以下是當前的研究和應用進展:
1. 緩釋肥料開發(fā)
石墨烯及其衍生物(如氧化石墨烯,GO)被廣泛用于開發(fā)緩釋肥料。例如,通過將氧化石墨烯與硝酸鉀顆粒包覆,形成穩(wěn)定的緩釋顆粒,可顯著延長鉀肥的釋放時間。此外,海藻酸鈉/聚丙烯酸/氧化石墨烯復合水凝膠可高效吸附和釋放銨離子(NH??),在土壤中40天的氮釋放量可達55.5%,表現(xiàn)出良好的緩釋效果。
2. 微量元素緩釋
石墨烯還可作為微量元素(如鋅、銅)的載體,制備出具有雙相釋放特性的肥料顆粒。這種肥料顆粒能夠在短時間內快速釋放部分養(yǎng)分,同時在后續(xù)時間內緩慢釋放,提高幼苗對養(yǎng)分的高效利用。
3. 土壤改良與增產
石墨烯材料還可用于土壤改良和作物增產。例如,北京旭華時代科技有限公司開發(fā)的石墨烯光合作用增長液,通過增強植物光合作用能力,促進植物生長,提高作物產量,試驗結果顯示增產率可達10%至46%。
4. 修復土壤與減少重金屬污染
石墨烯材料還可用于修復重金屬污染的土壤。例如,石墨烯納米碳材料微生物肥技術能夠提升土壤肥力,抑制重金屬吸收,同時滿足綠色、有機農業(yè)的需求。
國際相關公司
1. 阿德萊德大學化肥技術研究中心
該中心與全球最大的磷酸鹽和鉀肥生產商馬賽克公司合作,研究石墨烯基材料在肥料中的應用,開發(fā)出可加載鋅和銅等微量元素的緩釋肥料。
2. 美國愛荷華州立大學
研究團隊開發(fā)了基于石墨烯的農業(yè)傳感器,用于監(jiān)測植物生長情況,為精準農業(yè)提供了技術支持。
3. 印度相關研究機構
印度開發(fā)了基于氧化石墨烯的電化學免疫傳感器,用于快速檢測植物病害,進一步拓展了石墨烯在農業(yè)領域的應用。
總結
石墨烯肥料技術在緩釋肥料開發(fā)、土壤改良、重金屬污染修復等方面展現(xiàn)了廣闊的應用前景。國際上,澳大利亞、美國和印度等國家的科研機構和企業(yè)已經在該領域取得了顯著進展,未來有望進一步推動石墨烯肥料的商業(yè)化應用。