Способ получения закрепленного на активном угле гербицида Российский патент 2021 года по МПК B01J20/20 A01N25/08 

Изобретение относится к области модифицирования сорбентов, в том числе пропитки активных углей (АУ), и может использоваться для подавления сорной растительности в сельском хозяйстве, газовой промышленности, железнодорожном транспорте и др.

Известен способ закрепления на активном угле каталитических добавок меди, хрома, серебра и триэтилендиамина, включающий приготовление пропиточного раствора, пропитку зерен активного угля и вылеживание гранул в течении 1,0-2,0 часа с последующей термообработкой при температуре 120-135°С (Патент РФ №2228902).

Недостатком известного способа является сложность осуществления процесса и многокомпонентность пропиточного раствора.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ изготовления сорбента - катализатора, включающий пропитку зерен активного угля раствором каталитических добавок и триэтилендиамина, их вылеживание и термообработку при 80-110°С, причем берут активный уголь с объемом микропор 0,30-0,35 см³/г, а пропитку осуществляют при соотношении пропиточного раствора к суммарному объему пор активного угля, равном 0,80-0,90 (Патент РФ №2195365).

Недостатком прототипа является прочность закрепления пропиточного раствора и каталитических добавок в объеме пор активного угля и невозможность их пролонгированного выделения в почву.

Задачей изобретения является обеспечение пролонгированного действия гербицида в почве.

Техническим результатом является снижение закрепления раствора гербицида в пористой структуре активного угля (АУ).

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются предложенным способом, включающим приготовление пропиточного раствора, пропитку им зерен активного угля, их вылеживание и термообработку, согласно изобретению берут активный уголь с объемом макропор 0,40-0,60 см³/г и объемом сорбционного пространства 0,30-0,35 см³/г, пропитку ведут при соотношении суммарного объема пор активного угля и пропиточного раствора, равном 0,95-1,00, а термообработку проводят при 25-50°С в течение 1-2 часов.

Обработка почв растворами гербицидов преследует цель убрать сорную растительность на почвах сельхозугодий для повышения урожайности сельхозкультур или подавить сорную растительность, мешающую эксплуатации газовых скважин, газопроводов, железнодорожных путей и др. При этом гербицид после регламентного срока своего действия разлагается и на следующий сезон его снова надо применять. Полученный по предложенному способу модифицированный гербицидом АУ будет пролонгировать выделение гербицида в течение нескольких лет.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. АУ с развитым объемом макропор позволит ввести в пористую структуру большее количество гербицида, а фиксированный объем сорбционного пространства (объем сорбирующих микро- и мезопор) будет сдерживать его быстрое выделение в почву. Подсушка продукта необходима для его хранения в зимнее время для предотвращения смерзания.

Способ осуществляют следующим образом. Берут активный уголь (типа АГ-3, БАУ-А, УПК) с объемом макропор 0,40-0,60 см³/г и объемом сорбционного пространства 0,30-0,35 см³/г и проводят его пропитку раствором гербицида при соотношении суммарного объема пор (0,70-0,95 см³/г) к объему пропиточного раствора, равном 0,95-1,00. Пропитку ведут в аппарате типа бетономешалки. Пропитанный АУ выгружают, вылеживают в течение 1-2 часа и подвергают сушке во вращающейся электропечи или в сушильном шкафу при 25-50°С в течение 1,0-2,0 часа. Готовый продукт упаковывают в мешки или стальные барабаны и направляют потребителям.

Пример 1.

Берут 1 кг активного угля УПК с суммарным объемом пор 0,7 см³/г, объемом макропор 0,40 см³/г и объемом сорбционного пространства 0,30 см³/г и пропитывают его раствором гербицида Зингер, СП с соотношением суммарного объема пор активного угля и пропиточного раствора, равным 0,95. После пропитки уголь выгружают на противень, где его вылеживают в течение 1-2 часа и сушат при 25°С в сушильном шкафу в течение 1-2 часов. Полученный модифицированный гербицидом АУ направляют на испытания в теплицу, обеспечивая концентрацию действующего вещества метсульфурон-метила равной 9 г/га.

Пример 2.

Берут 1 кг активного угля БАУ-А с суммарным объемом пор 0,95 см³/г, объемом макропор 0,60 см³/г и объемом сорбционного пространства 0,35 см³/г и пропитывают раствором гербицида Зингер, СП с соотношением суммарного объема пор активного угля и пропиточного раствора, равным 1,0. Дальнейшее проведение процесса как в примере 1, за исключением того, что сушку ведут при 50°С.

Пример 3.

Берут активный уголь АГ-3 с суммарным объемом пор 0,8 см³/г, объемом макропор 0,50 см³/г и объемом сорбционного пространства, равном 0,32 см³/г и пропитывают раствором гербицида Зингер, СП, соотношением суммарного объема пор активного угля и пропиточного раствора, равным 0,98. Дальнейшее проведение процесса как в примере 1, за исключением того, что сушку ведут при 40°С.

В таблице приведены результаты описанных выше образцов модифицированных гербицидом Зингер, СП активных углей. Опыты проводились в лаборатории искусственного климата ФГБНУ ВНИИФ. В качестве гербицида был использован устойчивый к деградации в почве и высоко токсичный для двудольных сорняков гербицид Зингер, СП в дозе 15 г/га. Доза модифицированного образца АУ во всех вариантах опыта составляла 100 кг/га. Активный уголь и гербицид вносили в дерново-подзолистую среднеокультуренную почву с рН = 5,8, увлажняли до 60% и помещали в термокамеру с температурой воздуха 20°С соответственно на 30, 60 и 90 суток. Через указанные периоды времени образцы почв помещали в сосуды емкостью 3 кг почвы каждый и в них высевали по 10 семян рапса. Выращивание опытных растений производили в камере искусственного климата «Фетч» (ФРГ) в течение 25 суток. Повторность вариантов опыта пятикратная. Через указанное время надземную массу растений рапса срезали и определяли уровень гербицидной активности Зингера, СП на различных вариантах опыта. Результаты проведенных исследований представлены в таблице.

Как свидетельствуют полученные результаты применения АУ, модифицированных гербицидом Зингер, СП, стабильно подавляют рост тест-растений рапса через 90 суток после внесения в почву по сравнению с чистым контролем в среднем на 90%. В то же время модифицированный по прототипу АУ этого эффекта не только не обеспечивает, а при экспозиции образцов в течение 60 и 90 суток даже дает некоторую стимуляцию роста растений рапса.

Исследования показали, что, если объем макропор менее 0,40 см³/г, то недостаточно гербицида впитывается для обеспечения подавления роста тест-культуры, а при объеме макропор более 0,60 см³/г экономически не целесообразно увеличивается расход гербицида.

При объеме сорбционного пространства менее 0,30 см³/г понижается удерживающая способность и десорбция гербицида идет достаточно быстро, а при объеме сорбционного пространства выше 0,35 см³/г, наоборот, гербицид удерживается очень сильно, и его миграция в почву падает, что в обоих случаях снижает эффект пролонгации.

Относительно соотношения АУ и пропиточного раствора установлено, что при соотношении менее 0,95 большая часть раствора будет удерживаться в микропорах и слабо мигрировать в почву, что снизит эффект пролонгации, а повышение соотношения более 1,00 будет замачиваться АУ и резко возрастут затраты на его сушку.

Температура сушки в интервале 25-50°С необходима, чтобы не выпарить раствор из пористой структуры АУ.

Таким образом, на основании изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности влияет на достижение поставленной цели - обеспечению пролонгированного действия гербицида в почве, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Изобретение относится к области модифицирования сорбентов, в том числе пропитки активных углей (АУ), и может использоваться для подавления сорной растительности в сельском хозяйстве, газовой промышленности, железнодорожном транспорте и др. Предложен способ получения закрепленного на активном угле гербицида, включающий приготовление пропиточного раствора, пропитку им зерен активного угля, вылеживание и термообработку. В качестве основы берут активный уголь с объемом макропор 0,40-0,60 см³/г и объемом сорбционного пространства 0,30-0,35 см³/г, пропитку ведут при соотношении суммарного объема пор активного угля и пропиточного раствора, равном 0,95-1,00. Термообработку проводят при 25-50°С в течение 1-2 часов. Изобретение позволяет обеспечить пролонгированное действие гербицида в почве за счет снижения закрепления раствора гербицида в пористой структуре активированного угля. 1 табл., 3 пр.

Способ получения закрепленного на активном угле гербицида, включающий приготовление пропиточного раствора, пропитку им зерен активного угля, их вылеживание и термообработку, отличающийся тем, что берут активный уголь с объемом макропор 0,40-0,60 см³/г и объемом сорбционного пространства 0,30-0,35 см³/г, пропитку ведут при соотношении суммарного объема пор активного угля и пропиточного раствора, равном 0,95-1,00, а термообработку проводят при 25-50°С в течение 1-2 часов.