淀粉基赋钾保水剂的制备表征与保水释钾性能优化 |
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引用本文: | 白文波,沈会有,刘红杰,吕国华,范力仁,宋吉青.淀粉基赋钾保水剂的制备表征与保水释钾性能优化[J].农业工程学报,2019,35(23):151-160. |
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作者姓名: | 白文波 沈会有 刘红杰 吕国华 范力仁 宋吉青 |
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作者单位: | 1. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081;,2. 中国地质大学<武汉>材料与化学学院,武汉 300057;,3. 商丘市农林科学院,商丘 476000;,1. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081;,2. 中国地质大学<武汉>材料与化学学院,武汉 300057;,1. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081; |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(41601226) |
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摘 要: | 为优化合成一种兼具吸水和释钾功能的淀粉基赋钾保水材料,该研究通过单因素和正交试验,比较分析了不同反应条件对淀粉基赋钾保水剂吸液释钾性能的影响;并通过红外光谱和扫描电镜表征了原矿白云母、活化白云母和赋钾保水剂的结构和形貌特征。结果表明:反应温度950℃,助熔剂NaCl和白云母质量比2:1,煅烧2h时白云母的活化效果最好,释钾率和释钾量分别达到92%和32.4 mg/g。淀粉、交联剂、引发剂、丙烯酰胺添加量和中和度分别为20%、0.02%、0.4%、25%和80%,活化白云母用量20%时,赋钾保水剂达到最大吸液倍率358 g/g(蒸馏水)和155 g/g(自来水),且重复吸水倍率也明显大于纯淀粉基保水剂;40℃下,25 h后赋钾保水剂仍能维持40%以上的初始水分。该赋钾保水剂吸水溶胀过程符合非Fickian扩散,其由水分子扩散和高分子链段松弛过程共同决定。赋钾保水剂的累积释钾量随活化白云母用量的增加而增大,静水浸提9 d后,钾释放量和释放率分别增加2.59和3.64倍。活化白云母除了部分以物理填充形式存在于淀粉基保水剂中外,还有部分粉末在聚合过程中与有机物发生了反应。赋钾保水剂粗糙的表面有利于其吸水释钾性能的发挥。分析认为,该研究中合成的淀粉基赋钾保水剂兼具保水持水和重复吸水性能,而且对钾素具有缓释和促释作用。
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关 键 词: | 吸水率 保水剂 溶胀过程 释钾性能 结构表征 |
收稿时间: | 2019/6/19 0:00:00 |
修稿时间: | 2019/10/31 0:00:00 |
Preparing and charactizing starch-based potassium releasing superabsorbent polymer, and optimizing water absorption and potassium release |
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Institution: | 1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;,2. Faculty of Materials Science and Chemistry, China University of Geosciences , Wuhan 300057, China;,3. Shangqiu Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shangqiu 476000, China;,1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;,2. Faculty of Materials Science and Chemistry, China University of Geosciences , Wuhan 300057, China; and 1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; |
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Abstract: | |
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Keywords: | water absorption super absorbent polymer swelling process potassium release performance structural characterization |
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