含有多糖—粘土吸水性复合物的制备及保水释肥性研究

发布时间：2022-01-15 00:48

　　为了提高干旱地区农林业水肥利用率，本文以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，添加多种天然粘土和多糖，采用前线聚合（FP）和常规聚合（BP）制备了一系列复合保水剂，并制备了几种保水缓释肥料。对其吸水持水性、土壤物性和对植物生长影响三方面进行研究。得到如下研究结果：（1）常规聚合P（AM-AMPS）/粘土/多糖复合保水剂：分别在壳聚糖（CS）和蛭石（VMT）含量为10%和30%时吸水倍率最高（209和245g/g）；在CS和VMT含量为8%和15%时大团聚体总量分别比土壤对照组多出81.3%和94.2%，抗水力破坏能力比对照组高出84.2%和78.9%。分别添加高岭土和CS的样品吸水倍率最高（439和508g/g）；与土壤对照相比，添加电气石试样土壤水稳性大团聚体数量提高128.4%，平均粒径增加87.1%，抗水力破坏能力高出115.8%，高羊茅种子的生长指标优良。（2）前线聚合PAA/粘土/羧甲基纤维素钠（CMC）超吸水性纳米复合材料：证实粘土呈纳米级分散，组分间存在强烈的化学作用。添加蒙脱土（MMT）的样品吸水倍率较高，为643g/g（而... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：140 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 国内外发展概况
        1.2.1 保水剂的研究和应用概况
            1.2.1.1 保水剂的种类及研究概况
            1.2.1.2 保水剂基本性能的研究进展
            1.2.1.3 保水剂对土壤持水性能的影响
            1.2.1.4 保水剂对土壤团聚性能的影响
            1.2.1.5 保水剂与肥料的作用
            1.2.1.6 保水剂对作物生长的影响
            1.2.1.7 保水剂的研究和应用发展情况
        1.2.2 吸水保水缓释肥料的研究和应用概况
            1.2.2.1 吸水保水缓释肥料的制备工艺
            1.2.2.2 吸水保水缓释肥料性能测定方法
        1.2.3 前线聚合的研究和发展概况
    1.3 保水剂研究目前存在的问题
    1.4 本文的研究目的和研究内容
第二章 常规聚合法合成 P(AM-AMPS)/粘土/多糖复合保水剂及应用研究
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 药品
        2.2.2 试验方法
            2.2.2.1 P(AM-AMPS)/粘土/多糖复合保水剂的制备及处理
            2.2.2.2 P(AM-AMPS)/粘土/多糖复合保水剂吸水性能测试
            2.2.2.3 土壤物理性质（持水能力和孔隙度）的测定
            2.2.2.4 土壤中水稳性大团聚体组成的测定
            2.2.2.5 种子萌发试验
            2.2.2.6 土壤水分含量的测定
            2.2.2.7 扫描电镜(SEM)测试
            2.2.2.8 X 射线衍射(XRD)测试
            2.2.2.9 傅里叶转换红外光谱(FT-IR)测试
            2.2.2.10 热重-差热分析(TG-DSC)
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 各组分含量对 P(AM-AMPS)/VMT/CS 复合保水剂吸水性能和土壤持水性的影响
            2.3.1.1 CS 含量对吸水性能和土壤持水性的影响
            2.3.1.2 VMT 含量对吸水性能和土壤持水性的影响
            2.3.1.3 粘土种类对吸水性能和土壤持水性的影响
            2.3.1.4 多糖种类对吸水性能和土壤持水性的影响
        2.3.2 各组分含量对土壤孔性的影响
            2.3.2.1 CS 含量对土壤孔性的影响
            2.3.2.2 VMT 含量对土壤孔性的影响
            2.3.2.3 粘土种类对土壤孔性的影响
            2.3.2.4 多糖种类对土壤孔性的影响
        2.3.3 各组分含量对土壤团聚性能的影响
            2.3.3.1 CS 含量对土壤团聚性能的影响
            2.3.3.2 VMT 含量对土壤团聚性能的影响
            2.3.3.3 粘土种类对土壤团聚性能的影响
            2.3.3.4 多糖种类对土壤团聚性能的影响
        2.3.4 各组分含量对种子发芽及生长的影响
            2.3.4.1 CS 含量对种子发芽及生长的影响
            2.3.4.2 VMT 含量对种子发芽及生长的影响
            2.3.4.3 粘土种类对种子发芽及生长的影响
            2.3.4.4 多糖种类对种子发芽及生长的影响
        2.3.5 热分析
    2.4 结论
第三章 前线聚合法合成 PAA/粘土/CMC 复合保水剂及其对土壤物理性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 药品
        3.2.2 试验方法
            3.2.2.1 PAA/粘土/CMC 复合保水剂的制备
            3.2.2.2 前线速度和最高温度的测量
            3.2.2.3 PAA/粘土/CMC 复合保水剂吸水性能测试
            3.2.2.4 土壤持水能力和总孔隙度的测定
            3.2.2.5 压力测试
            3.2.2.6 土壤中水稳性大团聚体组成的测定
            3.2.2.7 FT-IR 测试
            3.2.2.8 XRD 测试
            3.2.2.9 透射电镜(TEM)测试
            3.2.2.10 SEM 测试
            3.2.2.11 DCS 测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 前线聚合法合成 PAA/MMT/CMC 复合保水剂及其对土壤物理性能的影响
            3.3.1.1 各组分含量对前线参数的影响
            3.3.1.2 各组分含量对 PAA/MMT/CMC 复合保水剂吸水性能和土壤持水性的影响
            3.3.1.3 各组分含量对土壤孔性的影响
            3.3.1.4 各组分含量对土壤团聚性能的影响
            3.3.1.5 热分析
        3.3.2 前线聚合法合成 PAA/VMT/CMC 复合保水剂及其对土壤物理性能的影响
            3.3.2.1 VMT 含量对前线参数的影响
            3.3.2.2 VMT 含量对复合保水剂吸水性能和土壤持水性的影响
            3.3.2.3 VMT 含量对土壤孔性的影响
            3.3.2.4 VMT 含量对土壤团聚性能的影响
        3.3.3 粘土种类对 PAA/粘土/CMC 复合保水剂各项性能的影响
            3.3.3.1 粘土种类对前线参数的影响
            3.3.3.2 粘土种类对复合保水剂吸水性能和土壤持水性的影响
            3.3.3.3 粘土种类对土壤孔性的影响
            3.3.3.4 粘土种类对土壤团聚性能的影响
    3.4 结论
第四章 前线聚合法制备 P(AA-AM)/VMT/CMC 复合保水剂及其对肥料缓释的影响
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 药品
        4.2.2 试验方法
            4.2.2.1 前线聚合制备 P(AA-AM)/VMT/CMC 复合保水剂
            4.2.2.2 P(AA-AM)/VMT/CMC 复合保水剂吸蒸馏水性能测试
            4.2.2.3 P(AA-AM)/VMT/CMC 复合保水剂对肥料的负载和水中缓释测试
            4.2.2.4 包膜缓释肥料的制备及其保水性、缓释性的测定
            4.2.2.5 高羊茅种子发芽实验
            4.2.2.6 FT-IR 测试
            4.2.2.7 XRD 测试
            4.2.2.8 SEM 测试
            4.2.2.9 TG-DSC 测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 各组分含量对前线参数和复合保水剂吸水性能的影响
            4.3.1.1 单体配比对前线参数和复合保水剂吸水性能的影响
            4.3.1.2 VMT 含量对前线参数和复合保水剂吸水性能的影响
            4.3.1.3 CMC 含量对复合保水剂吸水性能的影响
        4.3.2 P(AA-AM)/VMT/CMC 保水缓释肥料的制备及缓释规律研究
            4.3.2.1 化学反应法制备 P(AA-AM)/VMT/CMC 保水缓释肥料的吸水性和缓释性
            4.3.2.2 吸附法制备 P(AA-AM)/VMT/CMC/肥料的缓释性能
            4.3.2.3 包裹法制备 P(AA-AM)/VMT/CMC 保水缓释肥料的土壤缓释性能
    4.4 结论
第五章 研究总结与展望
    5.1 总结
    5.2 保水剂发展趋势展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
附录：缩写列表
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]具有保水功能的缓释肥料的制备研究[J]. 朱法厅,张保林,程亮,戴启军,袁琳,董乾英.  中国土壤与肥料. 2013(03)
[2]羟甲基交联碱木质素锰肥的锰离子缓释动力学研究[J]. 马艳丽,王广平,张盛明,任世学,方桂珍.  农业工程学报. 2013(11)
[3]外源激素对一串红种子萌发及休眠的调控效应[J]. 张彬,杜芳.  北方园艺. 2012(24)
[4]沸石/羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺复合型保水剂的制备[J]. 张秀兰,栗印环,牛明改,裴强,王亚南.  信阳师范学院学报(自然科学版). 2012(04)
[5]羧甲基纤维素钠-改性膨润土复合凝胶的制备及缓释性能[J]. 张磊,张根林,鲁建江,石全英.  西北农业学报. 2012(01)
[6]不同水分胁迫下保水剂与肥料混合对苗木蒸腾速率的影响[J]. 李振,王百田,曹晓阳,曹远博,王文静,赵铭军.  广东农业科学. 2011(24)
[7]复合营养长效保肥保水剂应用及其缓释节肥效果[J]. 岳征文,王百田,王红柳,杨浩.  农业工程学报. 2011(08)
[8]含磷农用保水剂的制备及性能研究[J]. 王雪郦,邱树毅.  中国农学通报. 2011(07)
[9]土壤团聚体中有机质研究进展[J]. 窦森,李凯,关松.  土壤学报. 2011(02)
[10]淀粉接枝丙烯酸/沸石/粉煤灰保水剂的合成及性能研究[J]. 张秀兰,栗印环,郝盼盼,杨树.  安徽农业科学. 2011(01)

硕士论文
[1]玉米淀粉基高强度抗盐土壤保水剂的研究[D]. 刘宏军.大庆石油学院 2005



本文编号：3589554