利用小麦秸秆制备的保水剂性能研究

[目的]以小麦秸秆纤维素接枝丙烯酸制备保水剂,并检测各因素对保水剂吸水性能的影响,探索制备保水剂的最佳反应条件,以期制备出成本低,降解性好,保水性高的新型保水剂。[方法]采用水溶液聚合法制备保水剂,并通过单因素试验和正交试验来确定最佳反应条件,对合成产物的吸液倍率、保水性能和表观形态进行测定与表征。[结果]温度为70℃,去离子水用量为160ml,2.0%N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)用量为9ml,引发剂(过硫酸钾:硫代硫酸钠=3∶1)与丙烯酸单体比为2.0%,丙烯酸中和度为70%,反应时间为1h,合成的保水剂具有较高的吸水或盐水倍率,1g保水剂吸0.9%NaCl溶液41.2g/g,吸去离子水430.9g/g。红外光谱分析和电镜扫描结果表明,保水剂胶体接枝聚合成功,胶体具有良好的表面形态。[结论]制备的保水剂吸液速率快、重复吸水效果较好。保水剂在氯化铁溶液中吸水倍率最高,达到113g/g。复合离子溶液中,在离子浓度为1g/L时吸水倍率最高达57g/g。     

超强保水剂的制备及其性能评价

具有合适颗粒结构(毫米级)和组成的保水剂才能充分发挥其保水效力,但制备较困难。以丙烯酸铵或其钾盐和丙烯酰胺与适量的交联剂共聚,采用油柱亚稳定状态成型工艺,选择合适规格的滴头,通过使用较少的表面活性剂,尽量加快料液聚合反应速度的方法,使制备的毫米级颗粒的粒径得到了有效的控制。研究表明:在树脂中加入适量的三乙醇胺,能够显著提高其耐盐性,并对吸水速度及保水效率有一定改善;在满足快速反应,并且聚合物链长足以提供足够交联度的前提下,交联剂用量降低对于提高保水剂的综合性能有显著作用;用质量比为1∶3的丙烯酰胺和丙烯酸共聚得到的树脂,在含有适量三乙醇胺的情况下,成品粒径在0.8mm时具有较好的综合性能。     

麦麸纤维素与腐植酸复合保水剂的制备及性能

[目的]研究利用麦麸提取的纤维素与腐植酸共聚制备复合保水剂的方法及其性能,以解决现有保水剂生物难降解,成本高,污染大,再生性能差等问题。[方法]采用碱法从麦麸中提取纤维素,首次与腐植酸、丙烯酸水溶液聚合制备了复合保水剂。用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)分别对树脂的表面形貌、热稳定性进行了表征,考查了NaOH、引发剂、交联剂、麦麸、腐植酸用量对复合保水剂吸水率的影响,并对温度、不同交联剂、再生性能进行了探讨。[结果]麦麸质量0.15g,丙烯酸20ml,交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)的质量是丙烯酸质量的0.03%,引发剂的质量是丙烯酸质量的0.8%,腐植酸0.1g,NaOH浓度80%,温度80℃时,吸水倍率最高,蒸馏水达到了989g/g,对地下水的吸水倍率达到了120.34g/g。对盐水的吸水倍率达到了62.76g/g。[结论]实验方法制备的保水剂再生性能、热稳定性良好,较文献报道的保水剂吸水效果优异,可以在实际生产和生活中推广应用。     

腐植酸-纤维素复合农林保水剂的制备及性能

为了改善现有农林保水剂制造成本高,使用周期短,实用性差的现状,利用腐殖酸(HA)和羧甲基纤维素(CMC)通过交联反应制得一种新型的农林保水剂(HA—CMC复合吸水树脂)。研究了各原料最佳配比并进行反应条件优化,随后通过红外光谱和扫描电镜研究产物的物质组成特点和表面结构特征,并与已有的几种保水剂进行了性能比较。结果表明,制备该保水剂各材料最佳配比为CMC∶MBA∶HA∶AM∶KPS=1∶0.015∶0.2∶6∶0.2;产物中HA和CMC交联结果理想,产物表面结构符合一般高吸水材料的结构要求;在与其它4种保水剂的比较中证实:HA—CMC复合吸水树脂吸水能力明显优于其它3种保水剂,与表现最好的地津保水剂无显著性差异,其重复吸释水能力则远优于其它受试保水剂。     

几种矿物复合保水剂的保水性能及养分增效研究

水资源短缺已经成为制约农业发展的一个障碍。应用保水剂节水效果明显。从20世纪60年代开始,已经在美国、日本等发达国家开始研究,但其高成本成为一个重要制约因素。因而开发保水效果明显且低廉的保水材料成为重要研究课题。加入矿物制成复合保水剂是备受关     

PAM-atta复合保水剂的保水性能及影响因素研究

针对目前保水剂成本高、耐盐性差和实际应用效果不理想等因素，该文以丙烯酰胺和凹凸棒黏土为原料合成了有机-无机复合保水剂(PAM-atta)，模拟实际应用情况并对其吸水、释水及耐盐性能进行了研究。结果表明：加入凹凸棒黏土合成的PAM-atta型复合保水剂具有更高的吸水倍数和耐盐碱性能，综合性能优于单一聚丙烯酰胺类保水剂。     

不同粒径保水剂对锌肥吸附及缓释性能研究

针对锌肥直接使用到土壤中利用率低的问题,选取4种粒径保水剂(M、L、L1和L2),通过吸附与缓释实验研究其对锌的吸附特性及其重复缓释性能.结果表明:采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对4种粒径保水剂的吸附实验数据进行拟合分析,得出4种粒径保水剂适合Freundlich等温吸附模型,为多分子层吸附,且...     

含多种天然组分保水剂的制备及其对KH2PO4的缓释效果研究

以天然产物腐植酸(HA)、羧甲基纤维素钠(CMC)、蒙脱土(MMT)为复合组分,丙烯酸为聚合单体,使用水溶液聚合法制备了一种含有多种天然组分的环境友好型保水剂,用红外光谱、扫描电镜和热重/差示扫描量热分析对保水剂的结构和热性能进行了表征。分析了聚合工艺条件如HA、MMT、CMC和交联剂用量对保水剂吸水倍数的影响规律。保水剂在蒸馏水和0.9%NaCl溶液中的吸水倍数分别为801倍和87倍。探索了保水剂对磷酸二氢钾(KH2PO4)的负载和缓释性能,结果表明,MMT的加入以及适度的交联可显著提高保水剂对KH2PO4的负载率,并有效减慢其对KH2PO4的释放率,HA可明显提高保水剂的吸水性能,但对KH2PO4的负载和释放影响不大。     

一种新型环境修复材料的制备及其功能分析

以韩国特有的五色长石黏土矿物为原料,经特殊方式加工后制成一种新型环境修复制剂（简称QE粉末）。为了探索该新型材料的基本理化性质及其在环境修复领域的应用潜质,分别研究了QE粉末对铁钉氧化及水体pH值和非接触条件下对水体理化性质的影响,以及QE粉末自身表面放热的情况。结果表明：与常规的SiO₂粉末及空白对照相比,QE粉末能降低铁钉在盐水中的氧化程度;其抗氧化性通过铁钉在盐水中氧化形成的沉淀物（Fe₂O₃）表征,QE粉末形成的棕红色絮状物最少,说明其抗氧化性最好。此外,QE粉末能调节水体pH值,并稳定在7.5左右。在非接触条件下,QE粉末可平衡水体pH值,提高水体温度,降低水体氧化还原电位;其对水体的密度、表面张力等理化性质也均有一定影响。对QE粉末表面的热分布场的测试结果表明,QE粉末的放热比SiO₂粉末增加0.1～0.6℃。最后,对QE粉末在盐碱土壤改良、石油土壤修复、水体富营养化和堆肥资源化等方面的潜在应用价值进行探讨。     

环境友好型保水剂的合成、性能及应用

[目的]以过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,通过壳聚糖(CTS)和瓜尔胶(GG)接枝丙烯酸(AA)制备新型高耐盐保水剂,探究其合成过程最佳反应条件,研究其对盐碱地土壤保水保肥的效果。[方法]利用水溶液聚合法制备保水剂,通过单因素试验(AA中和度、GG投加量、APS用量、NMBA用量)研究保水剂的最佳合成条件,用FTIR和SEM对产物进行表征,并对产物的环境适应性(盐溶液类型及浓度、溶液pH值)及其加入盐碱土后对于土壤水肥保持的效果进行研究。[结果]当AA中和度为85%,GG投加量为0.2g,APS与NMBA用量分别为单体总量的0.3%和0.02%时,该保水剂在去离子水和0.9%NaCl溶液中的吸收效率分别为1 128g/g和185g/g,此时产物的吸收效果达到最佳。红外光谱与电镜扫描分析结果表明CTS,GG和AA都参与了聚合反应,产物具有较好的空间网络结构与表面形态。该保水剂在溶液pH值为4~10的范围内吸收效率较稳定,但是当溶液中存在阳离子时其吸收效率明显降低,阳离子类型对其吸收效率的抑制作用从大到小依次为:Mg2+Ca2+Na+K+。当保水剂加入到盐碱土时,既能提高土壤持水能力又能抑制土壤氮肥和钾肥的淋溶损失。[结论]本研究自制保水剂具有较好的耐盐效果,环境适应性强,单体环境友好,将其加入盐碱土壤时能够有效降低土壤水肥的淋溶损失。     

γ射线引发合成P(AA-co-AM)/FA新型农林保水剂的性能研究

为了合成绿色环保农林保水剂,解决农林保水剂功能单一的问题,以丙烯酸和丙烯酰胺为原料,富里酸为添加剂,通过~(60)Co-γ射线引发合成聚丙烯酸/丙烯酰胺/富里酸[P(AA-co-AM)/FA]高吸水性材料,探讨了辐照剂量、FA添加量对保水剂吸水倍率、吸盐倍率的影响,保水剂的反复吸水性能以及其对土壤水分的影响。结果表明,当保水剂中富里酸(FA)含量为15 wt%,辐照剂量为6 kGy时,吸水倍率和吸0.9%NaCl溶液倍率分别为437倍和61倍;30 min达到溶胀平衡,重复吸水10次后,保水剂溶胀倍率为199倍,下降54%;自制保水剂的施用明显增加了土壤含水量,促进了玉米生长。该方法提高了保水剂的吸水保水性能,克服了传统合成方法污染大、能耗高等问题,同时具有多功能性,合成的高吸水性材料适合制作农林保水剂,为植酸类保水剂合成工艺提供了参考。     

一种用于叶片散射光分布测定的新型装置及性能评价

采用微功率激光管作为光源,围绕被测样品旋转的硅光电池作为检测器,研制了一种可以测定植物单个叶片反射和透射光在入射面上分布的装置。分别在650 nm和830 nm波长光照条件下,测定了标准白板(参比样)的反射光和大叶黄杨树叶的反射和透射在入射面上的光强分布。测定结果表明该装置有很好的重现性。所研制的装置可用于植物冠层光辐射传输机理研究。     

灌溉水质及土壤盐分含量对保水剂性能影响研究

通过室内试验,研究了农林保水剂聚丙烯酸钾的吸水性能参数及其对滨海盐碱土吸水特性和土壤团聚体的影响。结果表明,保水剂吸水能力受灌溉水质影响显著,单位质量保水剂吸水量与水的矿化度呈显著负相关,对蒸馏水的吸水量约是自来水的4.2倍,是矿化度为7 g/kg盐水的14.9倍;保水剂可有效降低盐碱土土壤容重,提高土壤最大吸水量;土壤添加保水剂后,吸水-释水循环次数在6～8次时基本不影响土壤的最大吸水量;保水剂可以有效改善土壤团聚体中粒径大于2 mm的颗粒的相对含量,降低粒径小于0.5 mm颗粒的相对含量。     

一种水溶性腐植酸有机肥的制备及产物性质研究

为提高矿源水溶性腐植酸的提取率及产品品质，以云南褐煤及辣椒为试材，研究纳米氧化锌催化H2O₂     

几种矿物复合保水剂的盆栽试验研究

水资源不仅是农业的重要资源,同时也是影响农业环境的重要因素[1-3],节水技术对高效利用资源和防止面源污染均有重要影响。保水剂节水效果明显,从20世纪60年代开始,美国、日本等发达国家开始研究[4],但因价格高而限制了推广应用。加入矿物制成复合保水剂是降低成本的重要技术途径[5]。磷矿粉复合保水剂需加入浓硫酸进行预处理,工序较烦且耗酸[6]。     

2种型号保水剂的特性及其应用研究

通过室内与样地试验相结合,分别研究2种型号保水剂的吸失水特性,以及与其它材料复配后对种子发芽、植物生物量、水土流失的影响。结果表明:2种型号保水剂的吸水倍率随复合肥溶液浓度的增加而减小,与吸水时间呈明显的对数相关;M(0.1%)和M(0.2%)保水剂的时蒸发量达到0.896g,在不同时间段M(0.05%)失水速率的相对差异性较小;保水剂、25%五福克悬浮种衣剂以及菌剂的复配可以为种子的萌发以及植物的生长营造良好的生长环境;保水剂与复合肥的复配施用于植物,通过改变水分时空分配和土壤理化性质及提高植物覆盖度,可以延缓黄土坡地的产流时间,减小地表径流、径流系数、泥沙含量和降雨侵蚀量。未来,保水剂在育苗和水土保持应用上有很大的开发空间。     

保水剂包膜尿素的特征与性能

保水肥料是缓/控释肥料研究的新方向,本文利用聚合化学反应制备出了一种保水剂包膜尿素肥料,并对该肥料的包膜特征、养分控释性能及其对土壤水分的影响进行了研究。结果表明:保水剂包膜尿素的实际包膜量低于设计包膜量,一般低10%～12%。扫描电镜成像图显示:保水剂包膜尿素包膜上存在纤维网状孔隙,膜厚度为0.15～0.25mm。7d水溶出率的实验结果表明,保水剂包膜尿素养分控释效果低于塑料包膜尿素,保水剂包膜尿素的养分缓释作用主要来自包膜对尿素的吸附作用。保水剂包膜尿素处理土壤的土壤水分脱水曲线测定结果说明,保水剂包膜尿素可提高土壤水分含量,增加土壤水分的有效性,改善土壤的保水、释水性能。因此,保水剂包膜尿素肥料是具有开发应用前景的新型缓/控释肥料。     

淀粉基赋钾保水剂的制备表征与保水释钾性能优化

为优化合成一种兼具吸水和释钾功能的淀粉基赋钾保水新材料,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2 h时对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,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。     

4种剂型保水剂吸水和保水特性研究

对旱宝贝保水剂（B）、植物体保水剂（D）、营养型保水剂（N）、生态功能型保水剂（L）等4种剂型保水剂的吸水与保水特性,粒径与吸水倍率关系以及冷冻对吸水和保水性的影响进行了研究。结果表明,不同剂型保水剂均具有较好的吸水性,但剂型不同,吸水特性不同。吸水过程中,L型保水剂具有明显的吸水高峰;B3和N型保水剂吸水曲线平缓,达到吸水饱和所需时间较长;吸水初期,D型保水剂的吸水速率大于B3和N型保水剂,之后则变小。同种溶液中,保水剂的吸水倍率表现为L型保水剂最大,B3和N型保水剂次之,D型保水剂最小;不同溶液中,保水剂吸水倍率表现为：蒸馏水〉井水〉土壤提取液。剂型不同,保水性不同;充分吸水情况下,保水剂吸水倍率越大,完全失水所需时间越长;相同吸水量下,4种保水剂间保水性差异可分为差异显著期和差异不明显期。成份相同的保水剂,小颗粒吸水较快,大颗粒吸水较慢。水溶液中的离子对保水剂影响较大,能显著降低其吸水倍率。经冷冻处理后,保水剂的吸水倍率和保水性变化不大。     

一种新型鼓泡曝气装置的研究

一种由增强ＰＶＣ材料制成的微孔曝气软管，外径２５ｍｍ，其管壁上有不通的锥孔，锥顶接近外表面，大端孔径０．０５ｍｍ，每米管长有２万个孔。在充气压力下，锥孔打开，并产生０．２５～１ｍｍ的气泡，额定过流能力为１ｍ^３／（ｈ·ｍ），试验表明该管有较高的增氧能力和增氧动力效率（４～６ｋｇ／ｋＷ·ｈ），可广泛用于污水处理和水产养殖