有机—无机复合型多功能缓控释肥料的制备及其性能研究
发布时间：2020-12-19 21:58
我国用占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口,肥料在保障国家粮食安全中发挥了重要作用。然而,由于长期的过度施肥不仅造成了巨大的资源浪费,而且也带来了许多环境污染问题。缓控释肥料能够有效控制养分释放速率,延长肥效期,可以最大限度地提高肥料利用率,减少养分流失造成的环境污染问题,提高施肥的经济效益,保障农产品品质,对农业可持续发展具有重大意义。本学位论文着眼于开发环境友好、可降解、成本低廉的多功能缓控释肥料,以无机矿物黏土坡缕石为基材,尿素和微溶性的磷酸锌铵、聚磷酸铵等为肥料原料,壳聚糖、魔芋葡甘露聚糖、聚乙烯醇、甲基纤维素、醋酸丁酸纤维素以及生物质资源小麦秸秆等为原材料,采用包膜法和吸附法制备了两种类型的有机-无机复合型多功能缓控释肥料,对两种类型多功能缓控释肥料的养分含量、在土壤中的养分缓控释效果、包膜材料的降解性、肥料对土壤保水能力的影响,以及改良土壤结构的功能等多方面进行了系统研究,具体内容如下：1.将尿素和磷酸锌铵包埋于凹凸棒黏土中作为肥料内核,以醋酸丁酸纤维素作为内层包膜材料,以羧甲基壳聚糖-g-聚丙烯酸/凹凸棒黏土（CMCS-g-PAA/APT）保水剂作为外层包膜材料,制备...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外缓控释肥料的研究概况
1.2.1 缓控释肥料的定义
1.2.2 缓控释肥料的类型
1.2.3 缓控释肥料研究和发展现状
1.3 缓控释肥料养分控释机理
1.3.1 微溶性有机物肥料的养分释放机理
1.3.2 包膜缓控释肥料的养分释放机理
1.4 养分释放的数学模型
1.4.1 Fick第一定律数学模型
1.4.2 一级动力学数学模型
1.4.3 其他数学模型
1.5 缓控释肥料的性能评价
1.5.1 静水或盐溶液中溶出率法
1.5.2 土壤培养法
1.5.3 土柱淋溶法
1.5.4 电超滤法
1.5.5 同位素示踪法
1.5.6 生物学评价方法
1.6 缓控释肥料存在的问题及展望
1.7 本学位论文选题指导思想
参考文献
第二章 基于纤维素衍生物的双层包膜多功能控释肥料的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要原料和仪器
2.2.2 羧甲基壳聚糖（CMCS）的合成
2.2.3 N-马来酰化壳聚糖（N-MCS）的合成
2.2.4 磷酸锌铵的合成
2.2.5 羧甲基壳聚糖-g-聚丙烯酸/凹凸棒粘土（CMCS-g-PAA/APT）保水剂的制备
2.2.6 包膜型控释肥（BMCF）的制备
2.2.7 表征分析与测试方法
2.2.8 BMCF在土壤中控释性能的测定
2.2.9 BMCF对土壤持水率和保水性能的影响
2.2.10 保水剂CMCS-g-PAA/APT对土壤酸碱度的影响
2.2.11 保水剂CMCS-g-PAA/APT的降解性
2.3 结果与讨论
2.3.1 红外光谱分析
2.3.2 CMCS用量对CMCS-g-PAA/APT吸水率的影响
2.3.3 APT用量对CMCS-g-PAA/APT吸水率的影响
2.3.4 肥料的形貌及组成分析
2.3.5 BMCF在土壤中的控释性能
2.3.6 BMCF对土壤持水和保水能力的影响
2.3.7 保水剂CMCS-g-PAA/APT对土壤酸碱性的影响
2.3.8 保水剂CMCS-g-PAA/APT在土壤中的降解性
2.4 结论
参考文献
第三章 基于魔芋葡甘露聚糖的双层包膜多功能缓释复合肥料的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要原料和仪器
3.2.2 聚乙烯醇/甲基纤维素（PVA/MC）包膜材料的制备
3.2.3 魔芋葡甘露聚糖-g-聚（N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺-co-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸）（KGM-g-P（HPMAm-co-AMPS））复合保水剂的制备
3.2.4 包膜型缓释肥料（MSCF）的制备
3.2.5 表征分析与测试方法
3.2.6 保水剂KGM-g-P（HPMAm-co-AMPS）吸水率的测定
3.2.7 包膜肥料MSCF在土壤中的缓释性能测定
3.2.8 MSCF在土壤中最大持水率和保水性能的测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 红外光谱表征
3.3.2 MSCF的表面形貌及组成分析
3.3.3 合成条件对KGM-g-P（HPMAm-co-AMPS）吸水率的影响
3.3.4 包膜肥料MSCF在土壤中的缓释性
3.3.5 MSCF对土壤最大持水率的影响
3.3.6 MSCF对土壤保水率的影响
3.4 结论
参考文献
第四章 基于小麦秸秆的两性吸附型多功能缓释复合肥料的制备及其性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要原料和仪器
4.2.2 小麦秸秆预处理
4.2.3 两性秸秆吸附剂的制备
4.2.4 表征分析
4.2.5 吸附行为研究
4.2.6 多功能缓释复合肥料（ASCF）的制备
4.2.7 ASCF在土壤中的缓释行为
4.2.8 ASCF在土壤中的保水性研究
4.3. 结果与讨论
4.3.1 表征分析
4.3.2 两性吸附剂用量对吸附性能的影响
4.3.3 溶液pH值对吸附性能的影响
4.3.4 吸附动力学
4.3.5 吸附热力学
4.3.6 ASCF在土壤中的缓释行为
4.3.7 ASCF对土壤保水能力的影响
4.4 结论
参考文献
第五章 基于坡缕石纳米复合材料吸附剂的多功能缓释氮肥的制备及其性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要原材料与仪器
5.2.2 羧甲基壳聚糖的合成
5.2.3 N-马来酰化壳聚糖交联剂的合成
5.2.4 羧甲基壳聚糖-g-聚丙烯酸/坡缕石（CMCS-g-PAA/PGS）纳米复合水凝胶的制备
5.2.5 表征
5.2.6 吸附实验
5.2.7 多功能缓释氮肥（MSAF）的制备
5.2.8 MSAF在土壤中的缓释行为
5.2.9 土壤最大持水率和保水性的测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 红外光谱分析
5.3.2 表面形貌
5.3.3 坡缕石含量和溶液pH值对复合水凝胶吸附性能的影响
5.3.4 吸附动力学
5.3.5 吸附平衡热力学
5.3.6 溶液中竞争性阳离子对吸附性能的影响
5.3.7 MSAF在土壤中的缓释性能
5.3.8 MSAF对土壤持水性和保水能力的影响
5.4 结论
参考文献
全文总结
攻读博士学位期间已发表和待发表的论文
致谢
本文编号：2926642
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外缓控释肥料的研究概况
1.2.1 缓控释肥料的定义
1.2.2 缓控释肥料的类型
1.2.3 缓控释肥料研究和发展现状
1.3 缓控释肥料养分控释机理
1.3.1 微溶性有机物肥料的养分释放机理
1.3.2 包膜缓控释肥料的养分释放机理
1.4 养分释放的数学模型
1.4.1 Fick第一定律数学模型
1.4.2 一级动力学数学模型
1.4.3 其他数学模型
1.5 缓控释肥料的性能评价
1.5.1 静水或盐溶液中溶出率法
1.5.2 土壤培养法
1.5.3 土柱淋溶法
1.5.4 电超滤法
1.5.5 同位素示踪法
1.5.6 生物学评价方法
1.6 缓控释肥料存在的问题及展望
1.7 本学位论文选题指导思想
参考文献
第二章 基于纤维素衍生物的双层包膜多功能控释肥料的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要原料和仪器
2.2.2 羧甲基壳聚糖（CMCS）的合成
2.2.3 N-马来酰化壳聚糖（N-MCS）的合成
2.2.4 磷酸锌铵的合成
2.2.5 羧甲基壳聚糖-g-聚丙烯酸/凹凸棒粘土（CMCS-g-PAA/APT）保水剂的制备
2.2.6 包膜型控释肥（BMCF）的制备
2.2.7 表征分析与测试方法
2.2.8 BMCF在土壤中控释性能的测定
2.2.9 BMCF对土壤持水率和保水性能的影响
2.2.10 保水剂CMCS-g-PAA/APT对土壤酸碱度的影响
2.2.11 保水剂CMCS-g-PAA/APT的降解性
2.3 结果与讨论
2.3.1 红外光谱分析
2.3.2 CMCS用量对CMCS-g-PAA/APT吸水率的影响
2.3.3 APT用量对CMCS-g-PAA/APT吸水率的影响
2.3.4 肥料的形貌及组成分析
2.3.5 BMCF在土壤中的控释性能
2.3.6 BMCF对土壤持水和保水能力的影响
2.3.7 保水剂CMCS-g-PAA/APT对土壤酸碱性的影响
2.3.8 保水剂CMCS-g-PAA/APT在土壤中的降解性
2.4 结论
参考文献
第三章 基于魔芋葡甘露聚糖的双层包膜多功能缓释复合肥料的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要原料和仪器
3.2.2 聚乙烯醇/甲基纤维素（PVA/MC）包膜材料的制备
3.2.3 魔芋葡甘露聚糖-g-聚（N-（2-羟丙基）甲基丙烯酰胺-co-2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸）（KGM-g-P（HPMAm-co-AMPS））复合保水剂的制备
3.2.4 包膜型缓释肥料（MSCF）的制备
3.2.5 表征分析与测试方法
3.2.6 保水剂KGM-g-P（HPMAm-co-AMPS）吸水率的测定
3.2.7 包膜肥料MSCF在土壤中的缓释性能测定
3.2.8 MSCF在土壤中最大持水率和保水性能的测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 红外光谱表征
3.3.2 MSCF的表面形貌及组成分析
3.3.3 合成条件对KGM-g-P（HPMAm-co-AMPS）吸水率的影响
3.3.4 包膜肥料MSCF在土壤中的缓释性
3.3.5 MSCF对土壤最大持水率的影响
3.3.6 MSCF对土壤保水率的影响
3.4 结论
参考文献
第四章 基于小麦秸秆的两性吸附型多功能缓释复合肥料的制备及其性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要原料和仪器
4.2.2 小麦秸秆预处理
4.2.3 两性秸秆吸附剂的制备
4.2.4 表征分析
4.2.5 吸附行为研究
4.2.6 多功能缓释复合肥料（ASCF）的制备
4.2.7 ASCF在土壤中的缓释行为
4.2.8 ASCF在土壤中的保水性研究
4.3. 结果与讨论
4.3.1 表征分析
4.3.2 两性吸附剂用量对吸附性能的影响
4.3.3 溶液pH值对吸附性能的影响
4.3.4 吸附动力学
4.3.5 吸附热力学
4.3.6 ASCF在土壤中的缓释行为
4.3.7 ASCF对土壤保水能力的影响
4.4 结论
参考文献
第五章 基于坡缕石纳米复合材料吸附剂的多功能缓释氮肥的制备及其性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要原材料与仪器
5.2.2 羧甲基壳聚糖的合成
5.2.3 N-马来酰化壳聚糖交联剂的合成
5.2.4 羧甲基壳聚糖-g-聚丙烯酸/坡缕石（CMCS-g-PAA/PGS）纳米复合水凝胶的制备
5.2.5 表征
5.2.6 吸附实验
5.2.7 多功能缓释氮肥（MSAF）的制备
5.2.8 MSAF在土壤中的缓释行为
5.2.9 土壤最大持水率和保水性的测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 红外光谱分析
5.3.2 表面形貌
5.3.3 坡缕石含量和溶液pH值对复合水凝胶吸附性能的影响
5.3.4 吸附动力学
5.3.5 吸附平衡热力学
5.3.6 溶液中竞争性阳离子对吸附性能的影响
5.3.7 MSAF在土壤中的缓释性能
5.3.8 MSAF对土壤持水性和保水能力的影响
5.4 结论
参考文献
全文总结
攻读博士学位期间已发表和待发表的论文
致谢
本文编号：2926642
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2926642.html
