| 聚乙烯醇/壳聚糖膜制备及其包膜尿素特性 |
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| 引用本文： | 张阳,张旭,韩效钊,沈兆曦,张祥路,朱稳定.聚乙烯醇/壳聚糖膜制备及其包膜尿素特性[J].农业工程学报,2024,40(9):128-136. |
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| 作者姓名： | 张阳 张旭 韩效钊 沈兆曦 张祥路 朱稳定 |
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| 作者单位： | 合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009;合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009;安徽省绿色高分子材料重点实验室，合肥 230601 |
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| 基金项目： | 安徽省绿色高分子材料重点实验室2023年度开放课题；高端化学品及前沿新材料合肥市技术创新中心2023年度开放课题（HCHC202306） |
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| 摘 要： | 为解决传统肥料养分利用率低，以及一般聚合物包膜肥料的膜材料难以降解、养分释放速率不可控等问题，该研究以聚乙烯醇（PVA）为膜基材，通过与壳聚糖（CS）共混、使用戊二醛（GA）交联、添加纳米SiO2 3种不同的方式，制备了3种膜：PVA/CS膜、PVA/CS/GA膜、PVA/CS/GA/纳米SiO2膜，此外，制备了纯PVA膜作为对比。对4种膜进行了吸水率（Q）、生物降解性（De）、养分渗透系数（Ps）等表征，结果表明：CS的添加提升了膜的生物降解率，GA交联可以延缓膜在土壤中的生物降解速率，而纳米SiO2的添加对膜的生物降解性影响不大，总体来说4种膜都显示出良好的生物降解性（77 d内的生物降解率在30%～60%）；相比于PVA膜，PVA/CS、PVA/CS/GA和PVA/CS/GA/纳米SiO2膜的吸水率分别降低43.00%、68.79%和82.73%；相比于PVA/CS膜，PVA/CS/GA和PVA/CS/GA/纳米SiO2膜的养分渗透系数分别降低48.51%和57.59%，说明CS的添加、GA的交联和纳米SiO2的添加都增强了PVA膜的疏水性。将4种膜液通过转鼓包衣机包覆在尿素颗粒表面制得了4种包膜尿素（PCU）颗粒（PCU-PVA、PCU-PVA/CS、PCU-PVA/CS/GA和PCU-PVA/CS/GA/纳米SiO2），分别使用土埋法测定和数学模型拟合了氮素释放行为，结果显示4种PCU的氮释放量达到90%时所需的时间分别为5、11、23、28 d；氮素释放行为符合一级动力学模型，释放速率常数（k）依次减小，分别为0.3 654、0.2 333、0.1 127、0.0 926，且与膜的养分渗透系数（Ps）呈线性关系$k = 377.51{P_{{s}}} $，相关系数（R2）为0.9 991。该研究提供了系列生物降解性能良好、养分释放速率可控的聚乙烯醇/壳聚糖膜材料，并成功地应用于包膜尿素颗粒的制备，更方便和有效地指导PCU的施用。
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| 关 键 词： | 肥料 聚乙烯醇 壳聚糖 缓释 控释 包膜 |
| 收稿时间： | 2024/1/31 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2024/3/18 0:00:00 |
Preparation of polyvinyl alcohol/chitosan membranes and their envelope property for relative coating urea granules |
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| ZHANG Yang,ZHANG Xu,HAN Xiaozhao,SHEN Zhaoxi,ZHANG Xianglu,ZHU Wending.Preparation of polyvinyl alcohol/chitosan membranes and their envelope property for relative coating urea granules[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2024,40(9):128-136. |
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| Authors: | ZHANG Yang ZHANG Xu HAN Xiaozhao SHEN Zhaoxi ZHANG Xianglu ZHU Wending |
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| Institution: | School of Chemical Engineering, Heifei University of Technology, Hefei 230009, China;School of Chemical Engineering, Heifei University of Technology, Hefei 230009, China;Anhui Province Key Laboratory of Environment-friendly Polymer Materials, Hefei 230601, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | fertilizer polyvinyl alcohol chitosan slow release controlled release polymer-coated |
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