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第28卷第7期农业工程学报Vol.28No.7
2012年4月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringApr.2012117

保水剂在不同铵盐溶液体系中的吸水和吸附铵离子特征

王新爱1，李永胜2，杜建军2※，粟晓万2，黄帮裕2
（1.仲恺农业工程学院化学化工学院，广州510225；2.仲恺农业工程学院环境科学与工程学院，广州510225）

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摘要：为探明保水剂与NH4的相互作用，选用聚丙烯酸盐型保水剂（PAA）和聚丙烯酰胺型保水剂（P(AA-AM)），研

究了保水剂在系列NH4Cl、NH4Cl-KCl、NH4Cl-CaCl2溶液体系中的吸水行为和对铵离子的吸附特征。结果表明：铵离子
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能显著降低保水剂的吸水倍率，并随铵离子浓度的增加，吸水倍率显著降低，相对吸水倍率与NH4浓度之间具有显著的
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幂函数的减函数关系；NH4、K、Ca单一体系，NH4-K、NH4-Ca共存体系对保水剂吸水倍率的影响按NH4-K
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＜NH4、K＜NH4-Ca＜Ca次序依次增强；虽然NH4能显著降低保水剂的吸水倍率，但保水剂在吸水的同时也能大
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量吸附溶解于水中的NH4，并随NH4浓度的增加而增加，其吸附规律可用Freundlich吸附模型和线性吸附模型来表征；
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在不同溶液体系中，NH4浓度相同时，保水剂对NH4的吸附量差别很大，NH4-K或NH4-Ca共存体系有利于NH4吸
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附。NH4单一体系、NH4-K、NH4-Ca共存体系中，保水剂对NH4的吸附量按NH4＜NH4-Ca＜NH4-K次序依次增
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大；P(AA-AM)的耐铵盐性和对NH4的吸附能力均优于PAA。
关键词：吸附，铵化合物，试验，保水剂，共存阳离子
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.07.020
中图分类号：S156.2，TQ325.7文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-07-0117-07

王新爱，李永胜，杜建军，等.保水剂在不同铵盐溶液体系中的吸水和吸附铵离子特征[J].农业工程学报，2012，28(7)：
117－123.
WangXin’ai,LiYongsheng,DuJianjun,etal.Waterandammoniumadsorptioncharacteristicsofwaterretainingagentin
differentsolutionsofammoniumsalt[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transactionsofthe
CSAE),2012,28(7):117－123.(inChinesewithEnglishabstract)

和外界条件变化时又能缓慢地释放出来。如果这种盐分
0引言
是营养性盐分，这种吸附作用就会对土壤或肥料养分起
随着水资源的日益匮乏和节水农业的需要，近年到一定的缓释作用[12-18]。
来，高性能保水剂的研制和应用研究越来越受到人们的目前，有关保水剂吸水能力方面的研究多集中于对
重视[1-4]。自保水剂问世以来，人们对保水剂的保水、节去离子水、生理盐水、人工尿等方面的研究，而对于不
水效果和对土壤物理性质的影响进行了大量研究。结果同盐类或养分离子（分子）对保水剂吸水能力的影响研
表明，保水剂应用于节水农业，能起到抗旱保水、减少究较少[1-3]。本文在前期研究保水剂和氮、磷、钾肥料相
灌水量、改良土壤结构、促进作物根系发育、提高出苗互作用的基础上[19-20]，深入研究保水剂在不同铵盐溶液
率和移栽成活率、促进作物生长，从而显著提高作物产体系中对铵离子的吸附特征以及不同溶液体系对保水剂
[5-11]+
量，使水分利用效率大大提高。吸水性能的影响，旨在了解保水剂与NH4的相互作用，
现代高分子化学研究认为，保水剂大多是高分子电为保水剂的正确使用和进一步开发高性能新型保水剂提
解质，其溶胀力和吸水倍率受溶液中盐类的影响。当保供理论依据。
水剂在浓盐溶液中水合时，与它们在无盐溶液中的水合
1材料与方法
相比，其膨胀能力降低[1-2]。尽管如此，由于保水剂具有
高分子网状结构，有大量亲水性基团，进入网状结构内1.1试验材料
部的分子或离子可以以交换吸附、电荷激活、配位、氢供试保水剂分别为聚丙烯酸盐型保水剂（PAA）和
键和聚合物大分子“包裹”等形式而吸附，在凝胶性能聚丙烯酰胺型保水剂（P(AA-AM)），在去离子水中的吸
水倍率分别为653.74和348.92g/g，粒径均为0.13～0.27
收稿日期：2011-0