Взаимодействие суперабсорбента «Твердая вода» модифицированного ионами цинка и марганца с водой - Зенищева, Анна Витальевна; Семенов , Виктор Николаевич; Кузнецов , Вячеслав Алексеевич; Кущев , Петр Олегович; Лукин , Анатолий Николаевич (Сорбционные и хроматографические процессы, 2020)
Одной из обсуждаемых проблем в сельскохозяйственной отрасли являются природно-клима- тические погодные изменения, проявляющиеся в виде глобального потепления, которые приводят к расширению зон засушливых районов и изменению почв. Последствием этих процессов является воз- растание риска развития земледелия в этих зонах. Традиционно применяемые методы орошения и внесения в почву минеральных удобрений и микроэлементов не всегда доступны и эффективны. Для экономической выгоды и интенсификации рассматривается возможность применения ранее синтезированного редкосшитого полимерного материала со свойствами суперабсорбента «Твердая вода» в качестве не только резервуаров для поддержания требуемого уровня влажности, но и внесения в почву необходимых микроэлементов. В данной работе изучены гидратационные свойства образцов суперабсорбента «Твердая вода», модифицированного солями сернокислого цинка и сернокислого марганца (II). Целью исследований являлось уточнение и корректировка полученных ранее результатов по гидратации образцов сорбента «Твердая вода», а также установление влияния электролитов ZnSO4 и MnSO4 в качестве микроэлементов на поглощение воды суперабсорбентом. В результате эксперимента определена способность модифицированных образцов сорбента к влагопоглощению, а также предложен способ определения установления энергетических параметров водородных связей в системе суперабсорбент – вода. Для этого использована универсальная программа обработки спектров (УПОС) по данным ИК-спектроскопии. Предложен один из возможных вариантов образования гидроксокомплексов «вода – ион металла» в фазе модифицированного микроэлементами сорбента. В ходе исследования показано, что наибольшая энергия водородных связей характерна для гидроксокомплексов с участием карбоксилатных или карбоксильных групп в матрице сорбента. Для увеличения количества воды, поглощаемой суперабсорбентом, необходимо использовать его в катионной или анионной форме. Впервые установлено образование монодентатных и бидентатных лигандов при взаимодействии суперабсорбента с ионами сульфата цинка в растворе. Выявлено, что более стойкие ассоциаты образуются ионами Zn2+ c COOH- и аминогруппами, по сравнению с ионами Mn2+. Данные ИК-спектроскопии подтверждают, что влагопоглощение суперабсорбентом с ZnSO4 составляет 490 дм3 одним килограммом полимера, в то время как с MnSO4 всего 390 дм3/кг.