TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU TỔ HỢP URE  TRÊN CƠ SỞ KHOÁNG SÉT BENTONIT GIA CƯỜNG  BẰNG CACBOXYMETYL XENLULOZƠ

Nguyễn Ngọc Mai; Cao Phạm Thế Duy; Trần Thị Huế; Vũ Thị Huệ; Tống Thị Loan; Trần Quốc Toàn

doi:10.34238/tnu-jst.14841

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU TỔ HỢP URE TRÊN CƠ SỞ KHOÁNG SÉT BENTONIT GIA CƯỜNG BẰNG CACBOXYMETYL XENLULOZƠ

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/02/26 Ngày hoàn thiện: 19/03/26 Ngày đăng: 20/03/26

Các tác giả

1. Nguyễn Ngọc Mai, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
2. Cao Phạm Thế Duy, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
3. Trần Thị Huế, Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
4. Vũ Thị Huệ, Trường Đại học Y - Dược Thái Bình
5. Tống Thị Loan, Trường THPT Đồng Đăng, tỉnh Lạng Sơn
6. Trần Quốc Toàn , Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

An ninh lương thực đang là vấn đề toàn cầu và việc sử dụng phân bón ngày càng tăng là điều tất yếu khi diện tích đất nông nghiệp giảm.Ure là loại phân bón được sử dụng nhiều nhất để cung cấp nguyên tố dinh dưỡng đa lượng nitơ cho cây trồng. Tuy nhiên có đến 40-70% lượng nitơ bón cho cây trồng bị thất thoát ra môi trường. Do đó, việc phát triển phân bón giải phóng chậm là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng và giảm tác động đến môi trường. Trong nghiên cứu này, một loại vật liệu tổ hợp được tổng hợp theo phương pháp cơ hóa từ các tiền chất là ure, bentonit và cacboxymetyl xenlulozơ. Các kết quả phân tích phổ hồng ngoại, nhiễu xạ tia X, hình thái học bề mặt, phổ tán sắc năng lượng cho thấy quá trình cơ hóa giúp các phân tử ure, cacboxymetyl xenlulozơ xâm nhập vào bentonit và tương tác với nhau làm bền cấu trúc vật liệu tổ hợp. Vật liệu tổ hợp ure-bentonit khi được gia cường bằng cacboxymetyl xenlulozơ cho tốc độ nhả chất dinh dưỡng giảm đáng kể so với ure thông thường. Mẫu tổ hợp ure : bentonit : cacboxymetyl xenlulozơ tạo ra với tỉ lệ khối lượng 80:20:0,4 cho độ bền tốt nhất, nhả khoảng 48,24% nitow sau 42 ngày ngâm trong đất (ở 25 ^oC). Những kết quả này chứng minh tiềm năng của vật liệu tổ hợp giá rẻ, thân thiện với môi trường như một loại phân bón giải phóng chậm hiệu quả cho nền nông nghiệp bền vững.

Từ khóa

Vật liệu tổ hợp; Ure; Phân bón nhả chậm; Bentonit; Cacboxymetyl xenlulozơ

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] L. Phatthanan, A. Sunisa, and T. Chanakan, “Environmentally Friendly Carboxymethyl Cellulose Hydrogels Derived from Waste Paper and Sawdust as a Urea Release Agent,” ACS Omega, vol. 10, pp. 17296-17309, 2025.

[2] S. Kavita, R. Gaurav, P. Christian, Y. Hideaki, S. Sonal, and K. Anupama, “Biodegradable Hydrogels Based on Biopolymers Derived from Waste Biomass for Controlled Release of Fertilizers,” Biotechnology Innovations for a Sustainable Future, vol. 1, pp. 1451–1476, 2026.

[3] Y. Guo, Y. Shi, Q. Cui, X. Zai, S. Zhang, H. Lu, and G. Feng, “Synthesis of Urea-Formaldehyde Fertilizers and Analysis of Factors Affecting These Processes,” Processes, vol. 11, no. 11, pp. 1-18, 2023.

[4] M. Charoenchaitrakool, P. Tulathon, W. Meesangnil, C. Niamnuy, A. Seubsai, S. Nunta, and K. Sudsakorn, “Carboxymethyl cellulose and gelatin composite hydrogel for environmentally friendly urea delivery,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 690, 2024, doi: 10.1016/j.colsurfa.2024.133774.

[5] A. L. Retno, W. M. Putri, M. Hasan, E. C. Sari, A. N. Taufik, and E. Lisna, “Environmentally friendly slow-release urea fertilizer based on modified chitosan membrane,” Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, vol. 22, December 2024, doi: 10.1016/j.enmm.2024.100996.

[6] J. Punnapat, S. Pitchayaporn, N. Suwat, and S. Sayant, "Novel biodegradable nanocomposite hydrogels based on biopolymers and various montmorillonite contents as high-strength coating membranes for efficient slow-release fertilizers," Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 127, pp. 191-209, November 2023.

[7] C. F. Yamamoto, E. I. Pereira, L. H. C. Mattoso, T. Matsunaka, and C. Ribeiro, “Slow release fertilizers based on urea/urea–formaldehyde polymer nanocomposites,” Chemical Engineering Journal, vol. 287, no. 1, pp. 390-397, 2016.

[8] H. MdSalman, G. Dibakar, and R. Swarnendu, “Slow and controlled release nanofertilizers as an efficient tool for sustainable agriculture: Recent understanding and concerns,” Plant Nano Biology, vol. 7, pp. 1-17, 2024.

[9] H. Ding, Y. S. Zhang, W. H. Li, X. Z. Zheng, M. K. Wang, L. N. Tang, and D. L. Chen, “Nutrients Release from a Novel Gel-Based Slow/Controlled Release Fertilizer,” Applied and Environmental Soil Science, vol. 2016, pp. 1-13, 2016.

[10] A. Suprabawati, L. S. Aisyah, and M. R. Firzatullah, “Crosslinked CMC-Urea Hydrogel Made From Natural Carboxymethyl Cellulose (CMC) as Slow-Release Fertilizer Coating,” AIP Conf. Proc., vol. 2243, 2020, doi: 10.1063/5.0002056.

[11] T. Y. Abolfazl, S. Hossein, J. Yousef, H. M. Mohammad, and S. Farzaneh, “Synthesis of Highly Intercalated Urea–Clay Nanocomposite via Pomegranate Peel Waste as Eco-Friendly Material,” Agriculture, vol. 14, 2024, doi: 10.3390/agriculture14122097.

[12] I. P Elaine, B. M. Fernando, C. T. da Cruz C. Camila, C. Bernardi, R. Caue, “Urea−Montmorillonite-Extruded Nanocomposites, A Novel Slow-Release Material,” J. Agric. Food Chem, vol. 60, pp. 5267-5272, 2012.

[13] M. Golbashy, H. Sabahi, I. Alahdadi, H. Nazokdast, and M. Hosseini, “Synthesis of highly intercalated urea-clay nanocomposite via domestic montmorillonite as eco-friendly slow- release fertilizer,” Archives of Agronomy and Soil Science, vol. 4, pp. 84-95, 2016.

[14] Y. Guiting, Z. Hongmeng, L.Yanli, L. Zeli, G. Feng, Z. Qiang, Z. Peng, L. Zhiguang, and Z. Min, “Slow release fertilizers based on polyphosphate/montmorillonite nanocomposites for improving crop yield,” Arabian Journal of Chemistry, vol. 16, no. 7, pp. 1-30, 2023.

[15] Q. T. Tran, “Synthesis and properties of slow released ure fertilizer based on polyvinyl alcol and bentonite,” Journal of Analytical Sciences, vol. 25, no. 2, pp. 71-75, 2020.

[16] H. Lilis and A. Joni, “Slow release urea fertilizer synthesized through recrystallization of urea incorporating natural bentonite using various binders,” Environmental Technology & Innovation, vol. 13, pp. 113-121, 2019.

[17] S. R. Md, S. H. Md, S. N. Ashis, N. Sunghyun, K. K. Aneek, Sh. A. Md, J. A. S. Muhammad, and A. M. Boshir, “Recent Developments of Carboxymethyl Cellulose,” Polymers, vol. 13, 2021, doi: 10.3390/polym13081345.

[18] K. Prabhpreet, B. B. Himadri, W. Richard, M. P. Frederick, and A. Ruchi, “Turning trash into treasure: conversion of agroresidue rice straw into carboxymethylcellulose biopolymer,” Biofuels Bioprod. Biorefining, vol. 19, pp. 139-150, 2024.

[19] Q. T. Tran, “Enhancement the slow release properties of urea-kaolinite fertilizer by poly(vinyl alcohol) binder, ” Journal of Analytical Sciences, vol. 30, no. 24, pp. 94-100, 2024.

[20] Q. T. Tran, “Preparation and characterization of slow released ure fertilizer based on polyvinyl acetate and clay,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 169, no. 09, pp. 217-222, 2017.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14841

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ