在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,大量施用化肥可能導(dǎo)致土壤退化甚至板結(jié),降低土壤的保水保肥能力和空氣含量,繼而影響作物的呼吸作用和對(duì)養(yǎng)分的吸收,最終導(dǎo)致減產(chǎn),嚴(yán)重者甚至?xí)绊懲寥纏 H值使得耕地變?yōu)椴豢筛N的土地。為了解決土壤板結(jié)問(wèn)題,本文在合成不同分子量的線性聚丙烯酰胺（PAM）和熒光標(biāo)記的線性聚丙烯酰胺（Fl-PAM）的基礎(chǔ)上,將PAM施用于土壤,研究了土壤對(duì)PAM的吸附性能以及PAM對(duì)土壤的保水保肥能力、土壤容重、土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的影響,以及施用PAM對(duì)玉米植株生長(zhǎng)的影響;探索了以Fl-PAM作為標(biāo)記物,對(duì)PAM在土壤中遷移的可視化研究的可能性;并初步考察了PAM對(duì)水生生物的急性毒性。主要研究工作包括:（1）采用自由基溶液聚合合成了一系列粘均分子量分別約為100萬(wàn)、300萬(wàn)和500萬(wàn)的PAM（PAM-1、PAM-2和PAM-3）,采用自由基溶液共聚合合成了一系列粘均分子量分別約為100萬(wàn)、300萬(wàn)和500萬(wàn)的的Fl-PAM（Fl-PAM-1、Fl-PAM-2和Fl-PAM-3）,所設(shè)計(jì)的合成工藝路線簡(jiǎn)單、高效,產(chǎn)物分子量可控。（2）室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)表明:土壤對(duì)PAM的吸附符合Langmuir吸附模型... 

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聚丙烯酰胺（PAM）化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖

第一章緒論11PAM在醫(yī)用材料領(lǐng)域也有一定的用途，PAM因其吸水性可用做小兒紙尿布，還因優(yōu)異的性能可作為人工血管材料[66,67]。1.5.3聚丙烯酰胺作為土壤改良劑的機(jī)理Agassi等人[68,69]指出土壤板結(jié)的形成是由三種互補(bǔ)機(jī)制導(dǎo)致的結(jié)果：一是雨滴的沖擊引起表面土壤團(tuán)聚體的物理分解；二是土壤快速濕潤(rùn)導(dǎo)致的肥料的堆積；三是土壤不穩(wěn)定團(tuán)聚體物理化學(xué)分散后，土壤粘土隨著水遷移到土壤孔隙中并堵塞，形成致密區(qū)域。而聚合物通過(guò)以下兩種主要機(jī)制來(lái)改善土壤板結(jié)，提高土壤團(tuán)粒穩(wěn)定性：（1）土壤顆粒表面吸附PAM，引起一系列的物理化學(xué)變化，從而減少土壤顆粒間的排斥力；（2）聚合物充當(dāng)“架橋”，將團(tuán)聚體內(nèi)的土壤顆粒結(jié)合在一起。如圖1-5所示，PAM由于其鏈上有大量的酰胺基團(tuán)，可與土壤顆粒之間相互作用，能作為土壤顆粒間的架橋吸附土壤微小顆粒，從而聚集成大顆粒，此外，PAM還因分子鏈與土壤分散相間的物理、化學(xué)等作用，將分散相牽連在一起，形成網(wǎng)狀，從而改變土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，使其更加穩(wěn)定，改善土壤的物理化學(xué)特性，從而減少水肥的流失，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，具有突出的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值[39]。PAM與土壤顆粒間的吸附作用與氫鍵的數(shù)量有關(guān)，而氫鍵數(shù)量與PAM的分子量相關(guān)，故PAM的分子量對(duì)其效果影響較大，另外土壤質(zhì)地的不同，也會(huì)影響PAM與土壤顆粒之間的相互作用[57,37]。圖1-5PAM改善土壤板結(jié)機(jī)理圖Figure1-5MechanismdiagramofPAMimprovingsoilconsolidation1.6本課題研究的目的、意義及主要內(nèi)容1.6.1研究目的和意義

第二章聚丙烯酰胺和熒光標(biāo)記聚丙烯酰胺的合成與結(jié)構(gòu)表征15電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9140A上海齊欣科學(xué)儀器有限公司真空干燥箱DZF-6020上海齊欣科學(xué)儀器有限公司旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀超純水機(jī)N-1100UPHW-III-90T日本EYELA公司四川優(yōu)普超純科技有限公司低溫恒溫反應(yīng)浴傅里葉變換紅外光譜儀核磁共振儀超高分辨率飛行時(shí)間質(zhì)譜儀烏氏粘度計(jì)熒光分光光度計(jì)DFY-5/20NicoletiS5AVANCEIIIHD600MaxisImpact1835F-2700廣州市星爍儀器有限公司賽默飛世爾科技公司德國(guó)Bruker公司德國(guó)Bruker公司上海申誼玻璃制品有限公司日本HITACHI公司2.2.3聚丙烯酰胺的合成將一定量單體丙烯酰胺、尿素以及去離子水裝入連有機(jī)械攪拌器、冷凝管和導(dǎo)氣管的玻璃三口燒瓶中，冷凝管內(nèi)通低溫循環(huán)液（0~4℃），導(dǎo)氣管通入N2并攪拌，使單體溶解并驅(qū)除溶液中的氧氣，加熱到設(shè)定溫度后，將一定量的AIBA引發(fā)劑加入引發(fā)自由基溶液聚合。反應(yīng)6h后取出，倒入無(wú)水乙醇中反復(fù)洗滌，洗去未反應(yīng)的單體和助劑，然后將產(chǎn)物放于80℃的烘箱烘干，取出后研磨，得到白色粉末，密封保存。其反應(yīng)路線如圖2-1所示，投料比如表2-3所示。FTIR（KBr,cm-1）：3439，2928，1660，1452，1321，1176，1118，1043，6381H-NMR（600MHz,D2O,δ,ppm）：1.67-1.80（m，-CH2-CH-），2.22-2.26（m，-CH2-CH-）圖2-1聚丙烯酰胺（PAM）的合成路線Figure2-1SynthesisrouteofPAM

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]高彈低溶脹水凝膠人工血管材料研究[D]. 王葉香.東華大學(xué) 2016



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