基本信息
- 项目名称：
- 海藻酸钠半互穿丙烯酰共聚胺树脂的制备及其缓释/吸附行为研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以磷酸、尿素和四氧化三铁为原料制备了水溶性较低的聚双缩脲磷酰胺铁复合肥料(BPAM),然后通过溶液聚合交联制备了线性海藻酸钠互穿丙烯酸共聚丙烯酰胺/聚双缩脲磷酰胺铁吸水树脂. 考察了海藻酸钠用量对吸水树脂吸水倍数的影响,在土壤中的缓释行为和对盐碱土中阳离子的吸附作用.
- 详细介绍：
- 以磷酸、尿素和四氧化三铁为原料脱水制备了水溶性较低的聚双缩脲磷酰胺铁复合肥料(BPAM), 傅立叶变换红外光谱对其结构进行了表征. 然后通过溶液聚合交联制备了线性海藻酸钠互穿丙烯酸共聚丙烯酰胺/聚双缩脲磷酰胺铁吸水树脂. 考察了海藻酸钠用量对吸水树脂吸水倍数的影响, 吸水树脂的保水性、在土壤中的缓释行为和对盐碱土中阳离子的吸附作用, 结果表明, 本实验所制备的吸水树脂有较好的吸水保水性、良好的缓释行为并能吸附土壤中的钙、镁阳离子, 能有效提高肥料和水资源的利用率, 在一定程度上延缓土壤的盐碱化过程.
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 甘肃省河西走廊深居内陆,其独特的气候和地形特征, 形成了广阔的盐碱地.为减少土壤蒸发所造成的盐分表聚,本文利用接枝聚合及半互穿技术制备了一种吸水、保墒同时又可以缓慢释放养分并可以降解的高吸水树脂。引入富含羧基、羧酸盐、羟基等官能团的海藻酸钠, 企图利用这些基团与溶液中阳离子的相互作用达到吸水、保墒并吸附土壤中金属离子的目的,同时降低土壤盐碱性.
科学性、先进性及独特之处
- 论文充分利用海藻酸钠的可降解性能、富含羧基等官能团且其能与钙镁离子相互作用从而具备吸附性能、聚丙烯酸系吸水树脂吸水速度快吸水倍率高的特点，首次将吸水、保墒、养分缓控释、阳离子吸附的功能集于一体，制备出的材料符合CEN所制定的缓释标准，并能提高土壤保水率约9.21%，降低土壤水分蒸发率10%，每10克土壤使用0.6克该材料能降低土壤含盐量约33%，能有效减缓土壤盐碱化
应用价值和现实意义
- 我国盐碱土面积达5.2亿亩, 分布广泛, 严重影响了农业的可持续发展. 且农业生产中存在着旱季农田缺水, 雨季大部分雨水流失, 水资源不能充分利用的问题. 本文制备的吸水保墒肥料为解决这一问题, 提供了一条有效的途径, 我们将吸水性树脂与缓释肥料技术相结合, 制备出一种既具有肥料养分缓释性, 又可以吸水保墒、吸附土壤中阳离子的肥料，对甘肃省河西地区盐碱地的治理及耕作利用提供了极具应用前景的新方法。
学术论文摘要
- 以磷酸、尿素和四氧化三铁为原料脱水制备了水溶性较差的聚双缩脲磷酰胺铁复合肥料(BPAM)，傅立叶变换红外光谱对其结构进行了表征。然后采用溶液聚合交联制备了线性海藻酸钠半互穿丙烯酸共聚丙烯酰胺/聚双缩脲磷酰胺铁吸水树脂. 考察了海藻酸钠用量对吸水树脂吸水倍数的影响，吸水树脂的保水性、在土壤中的缓释行为和对盐碱土中阳离子的吸附作用。结果表明, 本实验所制备的吸水树脂有较好的吸水保水性、良好的缓释行为并能吸附土壤中的钙镁阳离子，能有效提高肥料和水资源的利用率, 并在一定程度上延缓土壤的盐碱化过程
获奖情况
- 本原创性实验结果尚未在任何刊物上发表
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1 梁蕊； 柳明珠. 保墒缓释肥料研究现状与进展. 土壤. 2008, 40(2): 159 2 Bandyopadhyay S.; Bhattacharya I.; Ghosh K. New Slow-Releasing Molybdenum Fertilizer. J. Agric. Food Chem. 2008, 56: 1343 3 Trenkl M. E. International fertilizer Industry Association, stratospheric Ozome. HMSO, London. 1997, 493: 502 4 Liu, M. Z.; Liang, R.; Zhan, F. L.; Liu, Z.; Niu, A. Z. Preparation of superabsorbent slow release nitrogen fertilizer by inverse suspension polymerization. Polym. Int., 2007, 56: 729-737. 5 Liang, R.; Liu, M. Z. Preparation and Properties of a Double-Coated Slow- Release and Water-Retention Urea Fertilizer. J. Agric. Food Chem., 2006, 54: 1392-1398.
同类课题研究水平概述
- 从20世纪60年开始起，美、日等发达国家就着手研究和改进化肥的制作工艺，研制并推出了缓释/控释肥料系列产品，使化肥利用率大幅提高.缓释—这一技术为解决化肥利用率低的问题提出了一种新的方法和途径，已成为化肥革新和研究的新热点. 截止目前，澳大利亚、加拿大、中国、法国、印度、以色列、日本、俄罗斯、美国等国的一些研究所，大学和相关机构都对缓释肥料开展过研究. 相关调查表明：美国、加拿大、缓释肥料技术的发展与许多大学（堪萨斯州大学、俄亥俄州立大学，多伦多大学，华盛顿大学）将此课题作为研究课题密切相关. 国外许多干旱、半干旱地区对缓释技术的发展给予厚望，越来越多的农业技术推广站和国内外研究人员针对缓/控释肥料的制备作了大量的研究工作，到目前为止，该类肥料可以分为四大类。一是微溶或不溶性肥料，例如脲醛肥料; 二是胶结型有机—无机缓释肥料; 三是深施尿素超粒; 第四是无机或高分子聚合物包膜缓控释肥料. 兰州大学柳明珠教授的研究小组致力于高分子聚合物包膜缓释肥料的研制与性能测试, 他们将尿素、磷酸氢二铵以及羧甲基淀粉等大分子材料制成肥料颗粒, 然后利用反相悬浮聚合在肥料颗粒外面包裹一层聚丙烯酸系吸水树脂, 制得的缓释肥料既具有肥料的缓释行为, 同时又能吸水保墒. Tabei等以肥料为核心，以热塑性塑料分散的吸水剂粉末为内膜，低密度聚乙烯、异丁烯-马来酸酐共聚物为外膜，制得了诱导期为27天的具有吸水保水功能的缓释/控释肥料. 总之, 缓/控释肥料在各国被广泛关注并取得大量研究成果. 然而, 在国内外缓控释肥料研究领域, 利用可降解天然大分子对金属阳离子的吸附行为研制既具有缓释肥功能，又具有良好的吸水保墒功能，同时能够吸附土壤盐分、将其截留在土壤表层以下, 减缓土壤盐分随水分蒸发形成的表聚现象, 致力于降低土壤盐渍化程度的研究报道并不多见。
