عنوان

تهیه هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی بارگذاری شده با کود شیمیایی ‮‭NPK‬ و بررسی اثرات هم‌افزایی افزودنی‌ها بر روی رفتار جذب آب و الگوی رهایش کود,‮‭Synthesis of NPK fertilizer loaded nanocomposite hydrogels and investigation of synergistic effects of additives on water absorption properties and fertilizer release pattern‬

شماره

‭۲۰۹۸۴پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تهیه هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی بارگذاری شده با کود شیمیایی ‮‭NPK‬ و بررسی اثرات هم‌افزایی افزودنی‌ها بر روی رفتار جذب آب و الگوی رهایش کود

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Synthesis of NPK fertilizer loaded nanocomposite hydrogels and investigation of synergistic effects of additives on water absorption properties and fertilizer release pattern‬

نام نخستين پديدآور

/حمید ذبحی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: شیمی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۷‬

نام توليد کننده

، میرزائی

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۶۲‬ص‬

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

شیمی کاربردی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۷/۱۰/۱۸‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

امروزه از بین رفتن پوشش گیاهی باعث بروز تغییرات آب و هوایی در کر زمین گشته و گرم شدن هوا و کمبود آب، تولیدات کشاورزی را با مشکلات زیادی رو به رو ساخته است .در کشور ما ایران، که جزو مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می‌صشود، بارندگی‌صها غالبا به صورت رگباری و پراکنده است که جریان‌صهای سطحی زیادی ایجاد می‌صکند .با مدیریت صحیح آب و خاک و استفاده از فنون پیشرفته می‌صتوان از بارندگی‌صهای پراکنده و سایر منابع محدود آب در امر حفظ و ذخیره آب در خاک استفاده کرد .هیدروژل‌صهای پلیمری جاذب آب به سرعت و به میزان صدها تا هزاران برابر وزن خود، آب را جذب می‌صکنند و به ژلی متورم با استحکام خوب تبدیل می‌صشوند، لذا این مواد در کشاورزی و باغبانی، جنگل‌صکاری، فضای سبز و نیز در کنترل فرسایش خاک از جایگاه ویژه‌صای برخوردارند و می‌صتوانند به محض نیاز ریشه، آب را به سهولت در اختیار آن قرار دهند .از طرف دیگر استفاد بیش از حد از مواد شیمیایی کشاورزی مانند کودهای شیمیایی به منظور افزایش بازده تولید محصولات کشاورزی موجب هدر رفتن این مواد، افزایش هزینه و نیز آلودگی محیط زیست می‌صشود .بنابراین با در نظر گرفتن این مشکلات تلاش برای یافتن فرمولاسیون‌صهای کودهای شیمیایی سازگار با محیط زیست منجر به تهی‍ فرمولاسیون‌صهای رهایش کنترل شده بر پای‍ پلیمرهای زیست تخریب‌صپذیر شده است .در این راستا در پژوهش حاضر، نخست دو نوع هیدروژل نانوکامپوزیتی با استفاده از پیوندزنی سدیم آکریلات بر روی پلیمر زیست تخریب پذیر تهیه شدند .در نمون‍ اول از ثعلب) جزء عمده، پلی ساکارید گلوکومانان (و در دیگری از کربوکسی متیل سلولز ‮‭(CMC)‬ سولفاته شده به عنوان جزء زیست تخریب‌صپذیر استفاده شد .همچنین اثر برخی افزودنی‌صها مانند پلی وینیل پیرولیدون، نانو ذرات سیلیکا و خاک رس مونت موریلونیت ‮‭(MMT)‬ بر روی ریخت‌صشناسی و میزان کارایی هیدروژل‌صهای نانوکامپوزیتی بررسی گردید .در ادامه به منظور دسترسی به بیشترین مقدار جذب آب تعادلی هیدروژل‌صهای نانوکامپوزیتی، پارامترهای مؤثر بر جذب آب مانند مقدار آغازگر، شبکه‌صای کننده و افزودنی‌صهای مورد استفاده بهبود داده شدند در نهایت فرایند کپسوله کردن کود شیمیایی ‮‭NPK‬ درون هیدروژل‌صهای نانوکامپوزیتی انجام گرفت .شناسایی و بررسی ویژگی‌های ساختاری، ریخت‌صشناسی و پایداری فرمولاسیون‌های نانوکامپوزیت هیدروژل با استفاده از روش‌صهای‮‭IR- FT‬،‮‭XRD‬ ،‮‭SEM‬ ، ‮‭TGA‬ و رئومتری انجام گرفت .همچنین میزان و سینتیک جذب آب هیدروژل‌صهای نانوکامپوزیتی با روش وزنی اندازه‌صگیری شد .بررسی‌ها نشان داد که تورم به مقدار ماده شبکه‌صای کننده و مقدار افزودنی‌صهای مورد استفاده، همچنین ‮‭pH‬ محیط و نمک‌های مختلف موجود در محیط وابسته است . .بیشترین ظرفیت جذب آب تعادلی برای نمون‍ بهین‍ اول) ثعلب (تا ‮‭g/g ۳۲۰‬ و برای نمون‍ بهین‍ دوم ‮‭(CMC)‬ تا ‮‭g/g ۸۹۰‬ اندازه‌صگیری شد .مطالعات سینتیکی تورم‌صپذیری، سرعت جذب آب و مکانیسم جذب آب نیز انجام گرفت .بررسی رفتار نگهداری آب توسط خاک و نسبت بیشینه نگهداری آب توسط خاک در حضور فرمولاسیون‌های نانوکامپوزیت هیدروژل نشان داد که فرمولاسیون‌صهای تهیه شده می‌صتوانند مانند یک مخزن نگهداری آب عمل کرده و رطوبت و مواد مغذی مورد نیاز گیاه را تأمین کرده و بازده استفاده از آب و کود را به صورت همزمان افزایش دهد .لازم به ذکر است که خاک حاوی هر دو نمون‍ هیدروژلی تهیه شده، بعد از یک ماه حدود ‮‭۴۰‬ رطوبت خود را حفظ کردند .رفتار الگوی رهایش فرمولاسیون‌صهای تهیه شده) الگوی رهایش تجمعی (نیز به روش هدایت‌صسنجی مورد بررسی قرار گرفت .نتایج نشان داد که فرمولاسیون‌های تهیه شده با استاندارد کمیته نرمالیزاسیون اروپا در مورد کودهای رهایش آهسته مطابقت دارند و این فرمولاسیون‌صها می‌صتوانند به عنوان یک فرمولاسیون رهایش آهسته کود مورد استفاده قرار گیرند .همچنین داده‌صهای سینتیکی رهایش کود از داخل فرمولاسیون‌های تهیه شده به داخل آب و خاک با استفاده از مدل‌صهای ریاضی مختلف‮‭Higuchi‬ ،‮‭Peppas- Korsmeyer‬، درجه صفر و درجه اول آنالیز شدند

متن يادداشت

Nowadays, annihilation of plants and vegetation, has affected the global environment and climate and lack of water and global warming has made the agriculture activities so hard. In our country Iran which is placed in dry and semi-dry region, most of the sky falls are outspread and showery that cause lots of surface floods which are huge water resources and by managing them in a right way, most part of this water can be saved even in the soil. Application of new methods can help to manage the water retention in soil. Polymeric water absorbing hydrogels are systems which can absorb water rapidly in huge amounts even thousand times of their dry weight and they can be changed into tough swollen gels. According to this fact, these materials can be used in agriculture, horticulture, forestry, parks and also controlling the soil erosion and they can provide the plants needed water immediately. On the other hand, overuse of chemical materials in agriculture such as fertilizers for increasing the yield of producing agriculture products has caused the wasting of fertilizers, increasing the costs and environmental pollutions. According to these problems, scientist try to find a way to prepare bio compatible chemical fertilizer formulations and so formulations with slow release properties based on bio degradable polymers have been developed. Accordingly, in this research, first two kinds of nano composite hydrogels were prepared using graft polymerization of acrylate on bio degradable polymer chains. In first sample, salep (mostly made of glucomannan) and in the second sample sulfated carboxy methyl cellulose (CMC) were used as the bio degradable part. Also, effect of various additives such as poly (vinyl pyrrolidone) (PVP), silica nano particles and montmorillonite (MMT) clay on morphology and efficiency of the hydrogels was investigated. In the following, to achieve the higher amounts of water uptake, effective parameters such as amounts of initiator, cross linker and additives were improved. Finally, encapsulation of NPK fertilizer in nano composite hydrogels was done. Analyzing and evaluating the morphological, structural and stability of the nano composite hydrogel formulations were done using FTIR, XRD, SEM and TGA techniques and rheological properties were investigated too. Additionally, water uptake properties and kinetics of hydrogel nano composites were evaluated using a gravimetric method. The obtained results showed that the swelling amount of the nano composite hydrogels is in relation with the amount of cross linker and additive, medium pH and amount of present salts in the medium. Swelling kinetic studies, water uptake rate and water absorption mechanism was investigated also. Investigation of the water retention properties of the soil in the presence of nano composite hydrogels showed that the prepared formulations can act as a water capacitor and they can provide the needed humidity and nutrients of the plant so they increase the efficiency of the use of water and fertilizer simultaneously. Releasing behavior of the prepared hydrogels (cumulative release behavior) was investigated using a conductometry method. The obtained results showed that the prepared formulations have good conformity with the European Normalization Committee standards in the point of view of the slow releasing and they can be used as slow release formulations for fertilizers. Also, kinetic data of releasing of fertilizers from formulation into the water and soil mediums were evaluated by Higuchi, Korsmeyer-Peppas, zero order and first order mathematical models

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Synthesis of NPK fertilizer loaded nanocomposite hydrogels and investigation of synergistic effects of additives on water absorption properties and fertilizer release pattern‬

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ذبحی، حمید

مستند نام اشخاص تاييد نشده

Zebhi, Hamid

مستند نام اشخاص تاييد نشده

اولاد، علی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

سالار، داریوش، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

میرمحسنی، عبدالرضا، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ریحانی‌تبار، عادل، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی