عنوان

تهیه هیدروژل نانو کامپوزیتی بر پایه کربوکسی متیل سلولز پیوند زنی شده بر روی آکریلیک اسید/آکریل آمید-پلی وینیل الکل و بررسی امکان استفاده از آن برای رهایش آهسته کود کامل و ریزمغذی‌های کشاورزی,‮‭Preparation of nanocomposite hydrogel based on carboxy methyl cellulose-graft-acrylic acid / acrylamide-polyvinyl alcohol and evaluation its using in slow release of agricultural fertilizers and Micronutrients‬

Number

‭۲۱۲۲۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تهیه هیدروژل نانو کامپوزیتی بر پایه کربوکسی متیل سلولز پیوند زنی شده بر روی آکریلیک اسید/آکریل آمید-پلی وینیل الکل و بررسی امکان استفاده از آن برای رهایش آهسته کود کامل و ریزمغذی‌های کشاورزی

Parallel Title Proper

‮‭Preparation of nanocomposite hydrogel based on carboxy methyl cellulose-graft-acrylic acid / acrylamide-polyvinyl alcohol and evaluation its using in slow release of agricultural fertilizers and Micronutrients‬

First Statement of Responsibility

/جواد آقایان

Name of Publisher, Distributor, etc.

: شیمی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۰‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

شیمی کاربردی

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۱۱/۱۷‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

توسعه کودهای آهسته رهش جهت در اختیار قرار دادن مواد مغذی متناسب با نیاز گیاهان یکی از چالش های کشاورزی صنعتی می باشد .در این پروژه، ساخت فرمولاسیون آهسته رهش کود و ریزمغذی بر پایه هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی زیست سازگار با محیط زیست با استفاده از پلیمر طبیعی زیست‌تخریب‌پذیر کربوکسی متیل سلولز سولفوناته شده و در حضور افزودنی معدنی خاک رس مونت موریلونیت و همچنین پلیمر سنتزی پلی وینیل الکل انجام گرفت .جهت به دست آوردن مقادیر ترکیب بهینه از نرم‌افزار ‮‭Minitab‬ و با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد .عامل کمپلکس کننده ‮‭EDDHA‬ به‌عنوان مؤثرترین عامل جلوگیری از کمبود آهن در گیاهان در خاک‌هایی با ‮‭pH‬ خنثی و قلیایی، تهیه شد .نتایج حاصل از آنالیز ‮‭FTIR‬ پیوند خوردن موفقیت‌آمیز تکپارهای آکریلاتی بر روی پلی ساکارید طبیعی کربوکسی متیل سلولز سوفوناته شده و همچنین وجود ذرات خاک رس مونت موریلونیت و پلیمر سنتزی پلی وینیل الکل را در درون هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی سنتز شده، تأیید کرد .آنالیز ‮‭SEM‬ نشان داد که ساختار متخلخل شبکه‌صای در درون هیدروژل‌ها با افزودن ذرات خاک رس مونت موریلونیت به داخل ماتریکس هیدروژل، شکل می‌صگیرد .همچنین این تصاویر نشانگر توزیع‌خوب بلورهای کریستالی کود کامل ‮‭NPK‬ در داخل منافذ و همچنین در روی سطوح هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی است .بررسی‌های صورت گرفته بر روی رفتار جذب آب هیدروژل‌ها با مقادیر مختلف از مواد واکنش دهنده با استفاده از نرم افزار مینی تب و روش طراحی بهینه تاگوچی، نشان داد که میزان تاثیرپذیری ظرفیت جذب آب تعادلی به فاکتورهای مختلف وابسته است که تاثیرگذارترین آن ها مقدار نسبت ‮‭CMC/MMT‬ بوده و بعد از آن مقدار ‮‭MBA‬ و ‮‭PVA‬ بیشترین تأثیر را دارند .میزان تورم پذیری متوسط هیدروژل نانو کامپوزیت ‮‭g/g۷۱۴‬ و کامپوزیت هیدروژل ‮‭g/g۴۵۱‬ انداره گیری شد .رفتار تورمی هیدروژل‌های تهیه‌شده در محلول‌هایی با ‮‭pH‬ مختلف نشان داد که هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی از ظرفیت جذب آب بالایی نسبت به هیدروژل معمولی در محلول‌هایی با همان ‮‭pH‬ برخوردارند .همچنین با افزایش ‮‭pH‬ از ‮‭۲‬ به ‮‭pH‬ خنثی ‮‭(۷)‬ میزان ظرفیت جذب افزایش یافته و با افزایش ‮‭pH‬ میزان ظرفیت جذب آب کاهش می یابد .همچنین رفتار تورم برگشت پذیر در دو ‮‭pH‬ اسیدی و قلیایی، نشانگر رفتار وابسته به‮‭pH‬ نانو کامپوزیت تهیه شده، است .بررسی رفتار جذب آب هیدروژل‌ها و نیز هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی در محلول نمک‌های مختلف با غلظت‌های متفاوت حاکی از قابلیت بالای جذب آب تعادلی هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی در محیطهای نمکی نسبت به هیدروژل معمولی بود و با افزایش غلظت نمک، میزان تورم پذیری هیدروژل کاهش می یابد و هم‌چنین تعداد یون نمک) قدرت یونی (نیز در میزان تورم پذیری موثر است .بررسی تأثیر فشار بر روی ظرفیت جذب آب هیدروژل‌ها و هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی تهیه‌شده تحت‌فشارهای مختلف‮‭(psi ۳/۰‬ ، ‮‭psi ۶/۰‬ و ‮‭psi ۹/۰)‬ حاکی از آن است که ظرفیت جذب آب تعادلی هیدروژل نانو کامپوزیت/مونت موریلونیت و با افزایش فشار، میزان جذب آب هر دو فرمولاسیون کاهش می یابد .نتایج به‌دست‌آمده از بررسی قابلیت تورم پذیری مجدد هیدروژل‌ها حاکی از آن است که کاربرد هیدروژل نانو کامپوزیت/مونت موریلونیت در خاک می‌صتواند منجر به کاهش تعداد دفعات آبیاری، بهبود مقاومت گیاهان در برابر خشکی و نیز افزایش طول دوره استفاده از هیدروژل‌ها گردد .مطالعه الگوی رهایش کود و ریزمغذی‌صهای آهن و مس از فرمولاسیون‌های تهیه‌شده از طریق اندازه-گیری هدایت الکتریکی به‌صورت تابعی از زمان انجام یافت .نتایج نشان داد که فرمولاسیون ‮‭Hyd/MMT/NPK/Fe/Cu‬ با استاندارد کمیته نرمالیزاسیون اروپا در مورد کودهای آهسته رهش مطابقت داشته و می‌صتواند به‌عنوان یک فرمولاسیون رهایش آهسته کود و ریزمغذی مورد استفاده قرار گیرند

Text of Note

Development of slow-release fertilizers to provide nutrients that meet the needs of plants is one of the challenges of industrial agriculture. In this project, the production of slow-release fertilizer and micronutrient formulations based on biocompatible nanocomposite hydrogels was carried out using natural biodegradable sodium carboxymethylcellulose polymer in the presence of a mineral additive of Montmorillonite clay and also a synthetic polymer of polyvinyl alcohol. To obtain the optimum composition, Taguchi test design of Minitab software was used. The complexing agent EDDHA was prepared as the most effective factor in preventing iron deficiency in plants in neutral and alkaline pH soils. Identification and study of the morphology of prepared compounds and slow release formulations containing full NPK fertilizers and iron and copper micronutrients were performed using FTIR, EDX, SEM, 1HNMR and XRD. FTIR analysis confirmed the adhesion of acrylate to the natural carboxymethylcellulose polysaccharide, and confirmed the presence of clay particles from montmorillonite and synthetic polymer of polyvinyl alcohol in nano-composite hydrogel. The SEM analysis showed that the porous structure of the network inside the hydrogels is formed by adding the particles of clay montmorillonite to the hydrogel matrix. These images also represent the distribution of crystalline NPK fertilizers inside the pores as well as on the surface of the nano-composite hydrogel. Investigating the behavior of hydrogel water absorption with different amounts of reactive substances using Minitab software and optimal Taguchi design method showed the effect of different factors on balanced water absorption capacity that it is sequential, SCMC / MMT ratio, MBA and PVA amounts. The average swelling rate of the nano-composite hydrogel 714 g/g and the hydrogel composite 451 g/g was measured. The swelling behavior of hydrogels prepared in different pH solutions showed that the nano-composite hydrogels had a higher water absorption capacity than ordinary hydrogels in solutions with the same pH. Also, with increasing pH from 2 to pH (7), the absorption capacity increases and with increasing pH the water absorption capacity decreases. Also, the reversible swelling behavior in two acidic and alkaline pHs represent that the behavior of nanostructured composite is better than neat hydrogel. Investigating the water absorption behavior of hydrogels and nanocomposite hydrogels in different salts with different concentrations shows high potential for adsorption of nanocomposite hydrogels in saline solution compared to conventional hydrogels. With increasing salt concentration, the level of swelling of the hydrogel also decreases. The amount of salt ion (ionic strength) is also effective in swelling. Investigating the effect of pressure on water absorption capacity of hydrogels and nanocomposite hydrogels under different pressure (psi 0.3, psi 0.6 and psi 0.9) shows that the absorption capacity of nanocomposite hydrogel whit increasing pressure, the two formulations are reduced. The results of studies on the ability of hydrogels to re-sweling show that the use of hydrogel nanocomposite in soil can reduce the number of irrigation frequencies, increase the resistance of plants to drought, and also the duration of use of hydrogel study pattern The release of organic and nutrient fertilizers of iron and copper from formulations prepared by measuring electrical conductivity was carried out as a function of time. The results showed that Hyd / MMT / NPK / Fe / Cu formulations conform to the standards of the European Standard Committee for free-formulation formulations and could be used as formulation for the organic release of nutrients and nutrients

Parallel Title

‮‭Preparation of nanocomposite hydrogel based on carboxy methyl cellulose-graft-acrylic acid / acrylamide-polyvinyl alcohol and evaluation its using in slow release of agricultural fertilizers and Micronutrients‬

آقایان، جواد

Aghayan, Javad

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی