سرعت رهاسازی فسفر از هیدروکسیدهای دو گانه لایه‌ای: اثر pH و نسبت‌های کاتیون دو ظرفیتی به سه ظرفیتی موجود در ساختار کانی

آب و خاک

مقاله 7، دوره 38، شماره 3 - شماره پیاپی 95، مرداد و شهریور 1403، صفحه 409-399   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.87711.1404

نویسندگان

امیر حسن زاده؛ محسن حمیدپور^*

گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان، ایران

چکیده

در خاک­های آهکی که بخش عمده‌ای از اراضی زراعی و باغی کشورمان را شامل می‌گردد، مقادیر زیادی از فسفر موجود در کودهای شیمیایی، بعد از ورود به خاک نامحلول و به‌صورت فسفات‌های کلسیم یا آپاتیت تبدیل شده و به‌همین منظور امروزه برای افزایش کارایی آن­ها و همچنین کاهش آلودگی زیست‌محیطی ناشی از کاربرد این کودها به ترکیبات جدید کندرها توجه ویژه‌ای شده است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر pH و نسبت‌های کاتیون دو ظرفیتی به سه ‌ظرفیتی بر سرعت رهاسازی فسفر از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای (LDHs) بود. در این پژوهش ابتدا دو نوع Mg-Al-LDH با آنیون بین لایه­ای نیترات و با نسبت‌های کاتیون دو ظرفیتی به سه ‌ظرفیتی دو به یک و سه به یک (به‌ترتیب LDH-N1 و LDH-N2) ساخته شدند و سپس با استفاده از روش تبادل یونی، آنیون بین لایه­ای با آنیون فسفات جایگزین شد و در نهایت دو Mg-Al-LDH با آنیون بین‌لایه‌ای فسفات تهیه گردید. آزمایشات پیمانه‌ای در محلول زمینه 0/03 مولار نیترات پتاسیم جهت بررسی اثر pH و زمان بر سرعت رهاسازی فسفر از LDH-P1 و  LDH-P2انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش pH از 6 به 8 در حضور محلول زمینه 0/03 مولار نیترات پتاسیم، منجر به افزایش فسفر رها‌‌شده از هر دو نوع LDH شد. به‌عنوان مثال با افزایش pH اولیه سوسپانسیون­ها از ۶ به ۸ مقدار فسفر رها‌‌شده از LDH-P1 از 59/38 میلی‌گرم بر کیلوگرم به 91/41 میلی‌گرم بر کیلوگرم افزایش یافت. در هر دو pH مورد مطالعه (6 و 8)، مقدار فسفر رهاشده از LDH-P2 به‌ترتیب 46/1، 33/1 برابر بیشتر ازLDH-P1  بود. سرعت رهاسازی فسفر ازLDH  در مرحله اول از 0 تا 400 دقیقه، دارای سرعت بیشتر و در طی 400-1175 دقیقه با سرعت کمتری ادامه یافت. هم­چنین بر اساس نتایج، در بین معادلات سینتیکی مطالعه شده، معادلات شبه مرتبه دوم و پخشیدگی پارابولیکی بهترین برازش را بر داده‌های رهاسازی فسفر داشتند.

کلیدواژه‌ها

فسفر قابل دسترس؛ کود کندرها؛ مدل‌های سینتیکی؛ هیدروکسید‌های دو گانه لایه‌ای

مراجع