Vývoj nových aplikačních forem huminových látek pro zemědělské a environmentální aplikace
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
V předkládané dizertační práci byly studovány nové formy superabsorpčních polymerů (dále jen SAP) na bázi kyseliny akrylové. Jedná se o materiály pro zemědělské aplikace, které mají půdě zajistit dostatečnou závlahu zejména v období sucha a zároveň mají zprostředkovat přísun živin pěstovaným rostlinám. Osm různých vzorků SAP bylo připraveno síťovací polymerací částečně zneutralizované kyseliny akrylové. Jako iniciátor byl v reakci použit peroxodisíran draselný a jako síťovací činidlo byl přidáván N,N–methylenbisakrylamid. Některé vzorky obsahovaly navíc přídavek druhého monomeru akrylamidu. Všechny polymery byly obohaceny hnojivy – přírodním lignohumátem nebo syntetickým NPK, popřípadě jejich kombinací. U připravených vzorků byly nejprve studovány botnací charakteristiky, jež byly stanovovány v prostředí s různou iontovou silou. Dále byl zkoumán vliv výchozí velikosti xerogelových granulí vzorků SAP na množství absorbované vody. Viskoelastické vlastnosti hydrogelů všech studovaných vzorků byly stanoveny na rotačním reometru. Studovaly se změny viskoelastického chování v čase, vlivem přemrznutí a vlivem opakovaných botnacích a vysušovacích cyklů. Vzorky byly testovány na jejich schopnost uvolňovat do svého okolního prostředí inkorporovaný lignohumát a NPK ve třech modelových experimentech. Na závěr celé práce byla otestována biologická aktivita připravených preparátů SAP. K tomuto účelu byly vzorky SAP zkoumány v rámci půdních a růstových experimentů. Nejprve byla otestována jejich schopnost zadržovat v modelové půdě vodu. V růstových experimentech byly pěstovány semena kukuřice seté v prostředí modelové půdy obohacené postupně o všechny vzorky SAP. Byl studován vliv SAP na růst nadzemní i podzemní části rostliny, na jejich hmotnost a rozvětvení jejich kořenového systému, které bylo objektivně posouzeno prostřednictvím programového produktu Harmonic and Fractal Image Analyzer.
The new forms of superabsorbent polymers (SAP) on the base of acrylic acid were developed and studied in this thesis. The SAP are focused on agricultural and environmental applications. While they are applied to the soil, SAP can prevent water losing and they become a reservoir of humidity in case of dry season, moreover in combination with fertiliser they play role of controlled release medium. Eight various samples of SAP were experimentally prepared by networking of partially neutralized acrylic acid. Potassium peroxydisulfate was used as the initiator and N,N–methylenebisacrylamide as the crossing agent. Some of samples contained addition of second monomer of acrylamide. All of them were enriched by fertilisers – natural lignohumate or synthetic NPK or combination of both. The swelling characteristics of prepared samples were investigated in conditions of various ionic strength. The influence of xerogels’ particles size on swelling properties was also observed. The viscoelastic characteristics of hydrogel form of all SAP were determined by using of rotation rheometer. The changing of viscoelastic properties were studied in dependence on time, on freezing and on repeating swelling cycles. On top of that the controlled releasing ability of SAP was tested due to three modelling experiments. The biological activity of all polymer products was tested at the end of the thesis. All samples of SAP were incorporated into the artificial soil and the ability of the water retention in the soil was observed. The growing experiments were running by using of corn plants. The size and the mass of each plant were measured and branching of the root was objectively evaluated by programme Harmonic and Fractal Image Analyzer.
The new forms of superabsorbent polymers (SAP) on the base of acrylic acid were developed and studied in this thesis. The SAP are focused on agricultural and environmental applications. While they are applied to the soil, SAP can prevent water losing and they become a reservoir of humidity in case of dry season, moreover in combination with fertiliser they play role of controlled release medium. Eight various samples of SAP were experimentally prepared by networking of partially neutralized acrylic acid. Potassium peroxydisulfate was used as the initiator and N,N–methylenebisacrylamide as the crossing agent. Some of samples contained addition of second monomer of acrylamide. All of them were enriched by fertilisers – natural lignohumate or synthetic NPK or combination of both. The swelling characteristics of prepared samples were investigated in conditions of various ionic strength. The influence of xerogels’ particles size on swelling properties was also observed. The viscoelastic characteristics of hydrogel form of all SAP were determined by using of rotation rheometer. The changing of viscoelastic properties were studied in dependence on time, on freezing and on repeating swelling cycles. On top of that the controlled releasing ability of SAP was tested due to three modelling experiments. The biological activity of all polymer products was tested at the end of the thesis. All samples of SAP were incorporated into the artificial soil and the ability of the water retention in the soil was observed. The growing experiments were running by using of corn plants. The size and the mass of each plant were measured and branching of the root was objectively evaluated by programme Harmonic and Fractal Image Analyzer.
Description
Citation
KRATOCHVÍLOVÁ, R. Vývoj nových aplikačních forem huminových látek pro zemědělské a environmentální aplikace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fyzikální chemie
Comittee
doc. Mgr. Martin Vala, Ph.D. (předseda)
prof. Dr. Milan Kráčalík, oponent (člen)
doc. Dr. Ing. Petr Salaš, oponent (člen)
prof. Ing. Michal Čeppan, CSc. (člen)
doc. Ing. Filip Mravec, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-09-16
Defence
Předseda komise představil doktorandku a předal jí slovo. Ing. Kratochvílová absolvovala několik zahraničních stáží převážně na univerzitě v Linzi. Má řadu publikací, u několika je první autorkou. Ve své powerpointové prezentaci představila doktorandka podstatné výsledky své disertační práce.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení