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柠檬酸三乙酯和纳米氧化物优化乙基纤维素包膜控释肥料控释性能
1
作者
张昊宇
申亚珍
赵旭
《植物营养与肥料学报》
2025年第8期1670-1678,共9页
【目的】乙基纤维素来源广泛且可降解,具备作为绿色控释包膜材料的潜力,但其作为控释肥料的包膜材料时,柔韧性和疏水性不足导致包膜肥料的控释期较短。本研究初步尝试了乙基纤维素的改性方法。【方法】选用塑化剂柠檬酸三乙酯(TEC)和价...
【目的】乙基纤维素来源广泛且可降解,具备作为绿色控释包膜材料的潜力,但其作为控释肥料的包膜材料时,柔韧性和疏水性不足导致包膜肥料的控释期较短。本研究初步尝试了乙基纤维素的改性方法。【方法】选用塑化剂柠檬酸三乙酯(TEC)和价格低廉且易获取的纳米二氧化硅、纳米二氧化钛,通过物理共混的方式对乙基纤维素进行改性。分别制备未改性乙基纤维素(EC)、柠檬酸三乙酯改性乙基纤维素(EC+TEC)、纳米二氧化硅改性乙基纤维素(EC+SiO_(2))、纳米二氧化钛改性乙基纤维素(EC+TiO_(2))、柠檬酸三乙酯和纳米二氧化硅耦合改性乙基纤维素(EC+TEC+SiO_(2))和柠檬酸三乙酯和纳米二氧化钛耦合改性乙基纤维素(EC+TEC+TiO_(2))。采用电子万能试验机测试改性前后乙基纤维素的机械性能,差示扫描量热仪测定包膜材料的玻璃转化温度,热重分析仪测定热解温度及质量损失。同时,利用接触角仪和水蒸气渗透装置分别测量包膜材料的水接触角和水蒸气渗透率,并通过静水溶出法评估控释肥料的养分释放特性。最后,分析包膜材料性能变化对控释肥料养分释放特征的影响。【结果】与未改性乙基纤维素(EC)相比,使用柠檬酸三乙酯和纳米二氧化钛耦合改性乙基纤维素(EC+TEC+TiO_(2))可加工温度从16.7℃提升到32.9℃,疏水角从70.9°提升到78.6°,相应的水蒸气渗透性从2.86×10^(−3) g/(m·d)降低到1.86×10^(−3) g/(m·d),控释期从3天提升到14天。【结论】通过柠檬酸三乙酯和纳米二氧化钛耦合改性乙基纤维素,包膜的控释性能显著改善,但为了匹配作物整个生长季的养分需求,仍需进一步延长控释期。
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关键词
控释肥料
生物降解
乙基纤维素
柠檬酸三乙酯
纳米氧化物
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职称材料
题名
柠檬酸三乙酯和纳米氧化物优化乙基纤维素包膜控释肥料控释性能
1
作者
张昊宇
申亚珍
赵旭
机构
中国科学院南京土壤研究所/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/常熟农田生态国家野外科学观测研究站
出处
《植物营养与肥料学报》
2025年第8期1670-1678,共9页
基金
中国科学院战略性先导科技专项(XDA0440200)
国家自然科学基金项目(32172681)。
文摘
【目的】乙基纤维素来源广泛且可降解,具备作为绿色控释包膜材料的潜力,但其作为控释肥料的包膜材料时,柔韧性和疏水性不足导致包膜肥料的控释期较短。本研究初步尝试了乙基纤维素的改性方法。【方法】选用塑化剂柠檬酸三乙酯(TEC)和价格低廉且易获取的纳米二氧化硅、纳米二氧化钛,通过物理共混的方式对乙基纤维素进行改性。分别制备未改性乙基纤维素(EC)、柠檬酸三乙酯改性乙基纤维素(EC+TEC)、纳米二氧化硅改性乙基纤维素(EC+SiO_(2))、纳米二氧化钛改性乙基纤维素(EC+TiO_(2))、柠檬酸三乙酯和纳米二氧化硅耦合改性乙基纤维素(EC+TEC+SiO_(2))和柠檬酸三乙酯和纳米二氧化钛耦合改性乙基纤维素(EC+TEC+TiO_(2))。采用电子万能试验机测试改性前后乙基纤维素的机械性能,差示扫描量热仪测定包膜材料的玻璃转化温度,热重分析仪测定热解温度及质量损失。同时,利用接触角仪和水蒸气渗透装置分别测量包膜材料的水接触角和水蒸气渗透率,并通过静水溶出法评估控释肥料的养分释放特性。最后,分析包膜材料性能变化对控释肥料养分释放特征的影响。【结果】与未改性乙基纤维素(EC)相比,使用柠檬酸三乙酯和纳米二氧化钛耦合改性乙基纤维素(EC+TEC+TiO_(2))可加工温度从16.7℃提升到32.9℃,疏水角从70.9°提升到78.6°,相应的水蒸气渗透性从2.86×10^(−3) g/(m·d)降低到1.86×10^(−3) g/(m·d),控释期从3天提升到14天。【结论】通过柠檬酸三乙酯和纳米二氧化钛耦合改性乙基纤维素,包膜的控释性能显著改善,但为了匹配作物整个生长季的养分需求,仍需进一步延长控释期。
关键词
控释肥料
生物降解
乙基纤维素
柠檬酸三乙酯
纳米氧化物
Keywords
controlled-release fertilizer
biodegradable
ethyl cellulose
triethyl citrate
nano-oxides
分类号
TQ449 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
柠檬酸三乙酯和纳米氧化物优化乙基纤维素包膜控释肥料控释性能
张昊宇
申亚珍
赵旭
《植物营养与肥料学报》
2025
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