Исследование возможности поглощения и десорбции ионов марганца и его аминокислотных комплексов акриловым гидроге-лем
Аннотация
В настоящее время актуальной задачей является поиск эффективных методов орошения и обогащения микроэлементами сельскохозяйственных земель. Одним из таких методов является использование суперабсорбентов, поскольку они сочетают в себе способности удерживать большие объемы водных растворов и пролонгировано поглощать и десорбировать удобрения и биопрепараты. Одним из микроэлементов, дополнительно вносимых в почву для нормального развития растений, является марганец. В последние годы было доказано, что эффективность использования органических комплексных соединений микроэлементов в качестве удобрений намного выше по сравнению с применением их неорганических солей.
Целью данной работы являлось рассмотрение процессов поглощения и десорбции ионов марганца и его аминокислотных комплексов из водных растворов акриловым гидрогелем. Методами ИК спектроскопии и спектрофотометрии были установлены способы взаимодействия ионов марганца и его соединений с исследуемым гидрогелем, получены кинетические кривые сорбции и десорбции, а также были определены количественные показатели поглощения и десорбции при различных гидродинамических режимах и начальных концентрациях ионов марганца в растворах.
Показано, что поглощение ионов марганца из водных растворов как сульфата, так и бисглицината марганца протекает преимущественно путем образования хелатных комплексов с участием функциональных групп гидрогеля в качестве лигандов. Экспериментально были установлены оптимальные параметры для проведения сорбции (время процесса, гидродинамический режим, начальная концентрация растворов). При увеличении концентрации ионов марганца свыше 15 мг/дм3 доли поглощенного и высвободившегося марганца снижались, что свидетельствовало о дополнительном сшивании гидрогеля. Продемонстрирована возможность повторного высвобождения марганца из полимерной сетки.
Полученные результаты указывают на принципиальную возможность использования исследованного в работе гидрогеля на основе мономеров акрилата калия, акриламида и акриловой кислоты в качестве источника орошения и дополнительного питания растений.
Скачивания
Литература
State of the Global Climate 2023. World Meteorological Organization. 2023.
Albalasmeh A.A. Effect of hydrogel on corn growth, water use efficiency, and soil properties in a semi-arid region. J. of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 2022. 21(8): 518-524. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2022.03.001
Tmenova A.O., Kubalova L.M. Bio-logicheskaja rol' marganca i ego soedi-nenij. Sovremennye naukoemkie tehnologii. 2014. 7(2): 34-92 (In Russ.).
Fedulov Ju.P., Lishhenovskij M. Ju., Podushin Ju. V. Vlijanie aminokislot na rastenija ozimoj pshenicy. Kubanskij gosagrouniversitet. 2016. 58: 171-179 (In Russ.).
Shapoval A.O., Shatokhin A.Yu., Abashkin O.V., Grits N.V., Pelii A.F., Bo-rodina E.S. The influence of the introduc-tion of a complex of amino acids and mi-croelements on the productivity of early potatoes in the Astrakhan region. Zemlede-lie. 2022. (7):28-31. https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-7-28-31 (In Russ.)
Zenishheva A.V., Semenov V.N., Kuznecov V.A., Kushhev P.O. Sintez i gid-ratacionnye svojstva superabsorbenta «tverdaja voda». Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granicy. 2020. 22(1): 66-74. https://doi.org/10.17308/kcmf.2020.22/2530 (In Russ.)
Kadyrova R.G., Kabirov G.F., Mu-hhametov R.R. Biologicheskie svojstva i sintez kompleksnyh solej a-aminokislot biologicheskih metallov. Kazan', 2014. 108 p. (In Russ.).
Sitnikova V.E., Baydakova M.V., Olekhnovich R.O., Uspenskaya M.V. In-frakrasnoye spektroskopicheskoye issledo-vaniye dinamiki i mekhanizma kom-pleksoobrazovaniya pri khemosorbtsii ionov metallov akrilatnymi gidrogelyami. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik infor-matsionnykh tekhnologiy, mekhaniki i opti-ki. 2018. 18 (4): 614-622. https://doi.org/
17586/2226-1494-2018-18-4-614-622
Kushhev P. O., Kuznecov V. A., Sel-emenev V. F., Zenishheva A. V., Lukin A. N. Vzaimodejstvie superabsorbenta «Tverdaja voda», modificirovannogo ionami cinka i marganca, s vodoj. Nasledie M.S. Cveta v trudah voronezhskih himikov, 2021. 2: 153-169. (In Russ)
Umland F., Jansen A., Tirig D., Vjunsh G. Kompleksnye soedinenija v analiticheskoj himii. Moscow, Mir Publ., 1975, 531 p. (In Russ)
Kazicina L. A., Kupletskaja N. B. Primenenie UF-, IK- i JaMR- spektroskopii v organicheskoj himii. Moscow, Vysshaja shkola Publ., 1971, 264 p. (In Russ)
Dehant I., Danc R., Kimmer V., Shmol'ke R. Infrakrasnaja spektroskopija polimerov. Moscow, Himija Publ., 1976, 472 p. (In Russ)
Nakamoto K. IK-spektry i spektry KR neorganicheskih i koordinacionnyh soedinenij. Moscow, Mir Publ., 1991, 536 p. (In Russ)
Selemenev V. F., Rudakova L. V., Rudakov O. B., Belanova N. A., Miroshen-ko N.V. Vitaminy kak obekty pishhevoj himii i farmakologii. Voronezh, Nauchnaja kniga Publ., 2022, 212 p. (In Russ)
Lur'e A. A. Hromatograficheskie materialy (spravochnik). Moscow, Himija Publ., 1978, 440 p. (In Russ)
