概述
磷酸脲(Urea Phosphate)又称尿素磷酸盐或磷酸尿素，是一种精细化工产品，由德国巴斯夫公司的科学家在30年代首先合成，国外70年代成功地开发应用为反刍动物饲料添加剂，其安全性和使用效果已被证实，联合国粮农组织(FAO)文件《非蛋白氮与反刍动物的营养》中明确磷酸脲可作为反刍动物的饲料添加剂[1]。
作为非蛋白氮(NPN)饲料添加剂的重要品种之一，磷酸脲的应用安全性大大高于尿素，其溶于水后分解为尿素和磷酸，易被动物吸收利用。磷酸脲可用作动物饲料营养添加剂，补充反刍动物生长所必需的氮、磷元素，这不仅可以增加动物的生理代谢，显著增加牛羊的泌乳量和肉产量，还可节约粮食等精料，对青贮饲料有良好的防腐作用[2-3]。
生产工艺
化工技术领域报道了一种生产成本更低的磷酸脲的制备方法，包括如下步骤：a，混合酸溶液制备：磷酸溶液中加入硫酸得到混合酸溶液；b，料浆制备：混合酸溶液加热至75～95℃，然后加入反应量的尿素，搅拌，使其反应，制得料浆；c，一次冷却结晶：料浆冷却至45～65℃，得到含有结晶的溶液，过滤得到结晶和滤液，所得结晶进行干燥，得到磷酸脲；d，二次冷却结晶：c步骤所得滤液冷却至20～25℃，分离上层清液，得到下层稠液，下层稠液与b步骤中所得的料浆混合，然后按c步骤操作得到磷酸脲[4]。
解离行为研究
磷酸脲作为新型磷肥的一大优势就是水溶性极好且溶于水后要部分离解而使溶液呈酸性，因而研究磷酸脲在水中的解离行为，了解磷酸脲溶液的容量性质以及磷酸脲溶液中存在物质的组分对于磷酸脲的应用具有着重要的科学指导意义。研究人员通过实验系统研究了磷酸脲溶液在不同温度以及质量摩尔浓度下的容量性质，进而以磷酸脲在水溶液中pH值的变化构建了磷酸脲的解离模型，研究了其解离规律，具体的研究内容如下：
（1）使用U型震荡管自动数字密度计测量了10-30℃范围内，质量摩尔浓度(0.1-2mol/kg)磷酸脲溶液的密度。实验表明：当温度相同时，随着磷酸脲溶液质量摩尔浓度的增加，其密度逐渐增大；而当磷酸脲的质量摩尔浓度相同时，随着体系温度的升高，其密度逐渐减小。利用最小二乘法进行多项式拟合密度实验数据，获得了不同条件下溶液的热膨胀系数，热膨胀系数为正值且随着温度升高而升高。磷酸脲溶液的表观摩尔体积和偏摩尔体积的计算结果表明：随着温度升高，溶液的表观摩尔体积增大，偏摩尔体积数值为正，说明磷酸脲溶液中存在着较强的离子-溶剂之间的相互作用。随着磷酸脲质量摩尔浓度增加，表观摩尔体积增大；同时，由于磷酸脲溶液中占主导地位的分子发生变化，偏摩尔体积也随之发生变化。
(2)基于磷酸脲的解离平衡和磷酸的电离平衡，质量衡算方程，电中和方程和实验精确测量的磷酸脲溶液的pH值，计算得到磷酸脲在水溶液中的解离度以及磷酸脲溶液中存在的各物质和离子的质量摩尔浓度分布。根据计算结果表明:磷酸脲溶于水后会解离出磷酸，而磷酸的进一步电离使磷酸脲溶液呈现酸性，而磷酸脲的解离度始终高于磷酸的电离度，并且当磷酸脲溶液浓度从无限稀释开始增加时，磷酸脲的解离度和磷酸的解离度都会迅速下降，然而随着磷酸脲溶液的浓度进一步的升高，两者的下降幅度均会变得很小。当磷酸脲的质量摩尔浓度由0.02mol/kg增加到1mol/kg时，磷酸脲的解离度由74%降低到42%。在磷酸脲溶液浓度小于0.5mol/kg时，尿素分子为磷酸脲溶液中的主要分子；而当磷酸脲溶液的质量摩尔浓度大于0.5mol/kg时，磷酸脲溶液中的磷酸脲分子为主要的分子[5]。
参考文献
[1]郭萍.新型饲料添加剂—磷酸脲[J].饲料博览, 1997, 9(1):2.DOI:CNKI:SUN:SLBL.0.1997-01-021.
[2]钟国清.磷酸脲及其应用效果[J].中国饲料, 1996(1):2.DOI:CNKI:SUN:SLGZ.0.1996-01-010.
[3]徐平.磷酸脲作为动物饲料营养添加剂的应用[J].重庆科技学院学报（自然科学版）, 2008(004):010.
[4]李进,王佳才,李顺方,等.生产磷酸脲的方法:CN201110328008.7[P].
[5]姚岢岢.磷酸脲在水中的解离行为研究[D].武汉工程大学,2023.