植酸钾的应用

概述^[1]

植酸钾是以风化煤、褐煤为主要原料，通过微生物发酵技术，提取高分子活性腐 植酸，并利用螯合技术制备的尿素增效剂。植酸钾的作用广泛，尤其是高活性植酸钾中 含有大量羧基、酚羟基、羰基等活性基团，可促进作物生长，增强光合作用，对土壤脲酶活性 有很好的抑制效果；与尿素发生反应产生腐脲，减缓尿素在土壤中的分解和释放速度；此外，植酸钾尿素还能起到改良土壤、培肥地力、补充和活化土壤微量等作用。

现有的植酸钾尿素，植酸钾作为缓释剂添加至尿素中其制备方法主要包括以 下几种：尿液在蒸发造粒前将植酸钾直接加入尿液中，或在植酸钾颗粒表面喷涂尿素 实现包膜等。以上方法制备的植酸钾尿素存在较多问题：由于尿液与植酸钾混合不均匀，出现缓释效果不佳以及植酸钾和尿素两种肥料对地层供给不平衡；或无法实现同时 向土壤提供植酸钾和尿素两种肥料，必须要植酸钾消耗完毕再向地层供给尿素。

应用^[3]

植酸钾是一种重要的植物生长促进剂，广泛用于经济作物叶面肥的配伍。植酸钾的抗硬水性能是反应其在实际应用中稀释液稳定性的重要指标之一，一般以褐煤或者风化煤为原料生产的植酸钾在中度硬水中（15-20度）的絮凝时间小于48小时。稀释水硬度越高，发生絮凝的时间就越短。植酸钾絮凝后将严重影响植物对其的吸收，降低肥效，同时可能发生堵塞喷施器械的现象。所以，提高植酸钾的抗硬水性能是本领域致力研究的课题之一。

目前在实际生产中，提高植酸溶液抗硬水性能主要从三方面入手，一是降低植酸分子量，提高植酸钙盐的溶解度；二是使用抗凝聚助剂来提高植酸钙盐的分散性，三是寻找分子量较小的植酸原料。降低植酸分子量的方法是使用诸如硝酸、双氧水、硫酸之类的氧化剂，在酸性条件下使植酸分子氧化降解，降低植酸的分子量。这种氧化降解反应的缺点是反应条件苛刻，反应结束后的强酸溶液不好处理，如果使用氧化性能的硝酸还会产生二氧化氮废气，带来严重的环境污染，所以氧化法降低分子量的方法工业上使用较少。

在植酸溶液中加入抗絮凝剂可以提高其抗硬水性能，工业上使用的抗絮凝剂主要有焦磷酸钾、聚乙烯吡咯烷酮、多聚磷酸铵、木质素磺酸钠、黄原胶、卡拉胶、魔芋胶等。因为植酸使用浓度极低，所以这种方法的缺点是抗絮凝剂加入量较大，而且抗硬水性能提高幅度不大，一般情况下只能使用中硬度水配置溶液。

制备 ^[2]

方法一：

植酸钾按下述制备方法得到：步，将过氧化新癸酸叔丁酯废液进行分离，分离后获得水相溶液；第二步，按重量份数称取水相溶液 100 份至 160 份、风化煤粉 80 份至 120 份、去离子水 110 份至 200 份，将所需要量的水相溶液、风化煤粉和去离子水混合均匀后得到混合液；第三步，将混合液加热至 80 ℃至 100 ℃进行反应，测试混合液在反应中的 PH 值，反应后得到黑褐色的糊状物，第四步，将黑褐色的糊状物进行干燥后得到植酸钾干燥物，其中：反应时间为 40 分钟至 90 分钟，反应终点的 PH 值为 9 至 11 ，干燥温度为 90 ℃至 120 ℃，干燥时间为 2 小时至 4 小时。

方法二：抗硬水植酸钾的制备方法，包括以下步骤：

一、将煤粉悬浮在水中，加入H2O2 、NaNO3 和固体酸催化剂，在50~100℃下搅拌反应4-20小时；

二、向反应体系中加入KOH，然后用氨水调节溶液pH值至9.0，继续搅拌2小时，离心分离，所得液体即为植酸钾溶液；

三、将植酸钾溶液真空浓缩，用喷雾干燥的方式得到固体植酸钾。

主要参考资料

[1] 王荣祥, 邵亚薇, 王艳秋, 刘斌, & 孟国哲. (2018). 植酸钾对环氧带锈涂装涂层防护性能的影响. 腐蚀科学与防护技术, 30(3), 251-258.

[2] 雷学军, 祝清华, & 马立新. (1993). 植酸钾的研制与应用. 香料香精化妆品(2), 46-47.

[3] 汪秋安. (1995). 离子交换树脂法制备植酸盐类. 广东化工(1), 18-19.