氮掺杂碳纳米粒子对红壤中氮损失及盐基离子的影响

采用室内模拟装置淋溶土柱的方法,研究了氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)配施尿素对红壤中尿素氮损失和土壤盐基离子的影响。结果表明:N-CNPs伴随尿素施入红壤后,在p H4.38的模拟酸雨多次淋溶条件下,能显著降低红壤氮素损失率;氮素损失率与N-CNPs的施用量呈正相关,15‰N-CNPs配施尿素处理总氮损失率仅为单施尿素处理的49.45%;5‰N-CNPs用量所表现出的氮素损失率与5%双氰胺(DCD)处理结果相近。N-CNPs施用后,土壤交换性阳离子淋失量降低,具体表现为Ca2+Mg2+Na+K+,p H值和盐基饱和度(BS)升高,且与N-CNPs用量呈显著正相关(P0.05)。这些结果表明,土壤p H值和BS的改善可能是N-CNPs施用于红壤后引起土壤氮素淋失降低的原因之一。     

水杨酸分子印迹掺氮TiO_2粉末的制备及在可见光下的选择性光催化研究

【目的】改善TiO_2在可见光下对污染物的选择性降解能力。【方法】采用改进的分子印迹溶胶-凝胶技术,以尿素、水杨酸分别为氮源和模板分子,制备水杨酸分子印迹掺氮TiO_2粉末。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和低温N_2物理吸附-脱附(BET)等技术对制备样品进行表征。【结果】样品均为锐钛矿相,氮掺杂致使TiO_2光吸收带边红移,分子印迹使TiO_2具有了更为发达的孔结构和孔型,掺杂和分子印迹均有效地增大了比表面积。可见光下,与催化降解苯甲酸及甲基橙相比,分子印迹掺氮TiO_2对水杨酸的选择性降解率较高,达96.0%。【结论】水杨酸分子印迹和氮掺杂有效地改善了TiO_2的选择性和可见光活性。     

氮掺杂碳纳米粒子对土壤氮素转化及油菜苗期生长的影响

为了解氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)对土壤氮素转化和植物生长的影响,以油菜品种湘油15号为研究材料,以常规硝化抑制剂双氰胺(DCD)为阳性对照,采用室内盆栽法分析不同剂量N-CNPs对移植油菜后土壤氮素形态、含量以及油菜生长状况和氮肥利用率的影响。结果表明:N-CNPs能显著提高土壤NH_4~+-N含量同时降低NO_3~--N含量,与单施尿素相比,NH_4~+-N最大提升118%,NO_3~--N最大降低49.74 mg/kg。5‰和15‰的N-CNPs硝化抑制能力较5%的DCD高,在23 d时差异达到了显著水平。5‰的N-CNPs可增加油菜苗期氮素积累量,其氮肥利用率较单施尿素提升了16.77个百分点。N-CNPs剂量提升至15‰,油菜生长受到抑制。总体而言,N-CNPs具有较好的硝化抑制能力,提升氮肥利用率;5‰剂量的N-CNPs能促进油菜苗期的生长和氮素的积累。     

氮掺杂碳纳米子施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素径流和渗漏损失的影响,采用田间小区实验,对不同用量N-CNPs和双氰胺(DCD)配施尿素时稻田径流液和渗漏液中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO-3-N)的动态和损失总量进行研究。结果表明:与单独施用尿素(Urea)处理相比,N-CNPs配施尿素能降低稻田径流NH_4~+-N浓度和渗漏液中NO-3-N浓度;基肥后第1次自然降雨产流时,15‰N-CNPs处理径流液中NH_4~+-N浓度较Urea处理降低30.33%,基肥后第7 d渗漏液中NO-3-N浓度较Urea处理降低了27.22%。在水稻全生育期内,15‰N-CNPs处理径流总氮损失量为8.15 kg·hm~(-2),占该处理总施氮量的4.08%,较Urea处理减少2.04 kg·hm~(-2),降幅达到20.02%;TN渗漏总量为16.59 kg·hm~(-2),占施氮总量的8.30%,较Urea处理减少8.83 kg·hm~(-2),降幅达到34.73%,其径流和渗漏TN损失量较5%DCD处理分别降低5.67%和15.70%。研究表明,尿素配施N-CNPs能显著减少稻田氮素径流和渗漏损失,达到提高氮肥利用效率、控制农田非点源污染范围和强度的目的。