اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات51
تعداد شماره‌ها2,028
تعداد مقالات21,110
تعداد مشاهده مقاله47,465,756
تعداد دریافت فایل اصل مقاله20,348,288
موحدی راد, زهرا, حمیدپور, محسن. (1403). رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از Mg-Zn-Mn-Al-LDH: اثر اسید مالیک و نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی. سامانه مدیریت نشریات علمی, 38(4), 495-509. doi: 10.22067/jsw.2024.88568.1414
زهرا موحدی راد; محسن حمیدپور. "رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از Mg-Zn-Mn-Al-LDH: اثر اسید مالیک و نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی". سامانه مدیریت نشریات علمی, 38, 4, 1403, 495-509. doi: 10.22067/jsw.2024.88568.1414
موحدی راد, زهرا, حمیدپور, محسن. (1403). 'رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از Mg-Zn-Mn-Al-LDH: اثر اسید مالیک و نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی', سامانه مدیریت نشریات علمی, 38(4), pp. 495-509. doi: 10.22067/jsw.2024.88568.1414
موحدی راد, زهرا, حمیدپور, محسن. رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از Mg-Zn-Mn-Al-LDH: اثر اسید مالیک و نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1403; 38(4): 495-509. doi: 10.22067/jsw.2024.88568.1414

رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از Mg-Zn-Mn-Al-LDH: اثر اسید مالیک و نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی

آب و خاک
دوره 38، شماره 4 - شماره پیاپی 96، مهر و آبان 1403، صفحه 495-509    اصل مقاله (1.83 M)
نوع مقاله: مقالات پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.88568.1414
نویسندگان
زهرا موحدی راد1؛ محسن حمیدپور* 2
1گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان، ایران
چکیده
امروزه هیدروکسیدهای دوگانه لایه­ای به­عنوان گروهی از ترکیبات با قابلیت رهاسازی تدریجی عناصر غذایی به­طور ویژه مورد توجه قرار گرفته­اند. در پژوهش حاضر Mg-Zn-Mn-Al-LDH با آنیون بین لایه­ای نیترات و نسبت­های متفاوت کاتیون دو به سه ظرفیتی در دو نوع LDH (3:1) و LDH (4:1) به روش هم­رسوبی تهیه و ویژگی­های آن مورد مطالعه قرار گرفت. به­منظور بررسی اثرات نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی موجود در ساختار LDH، اسید مالیک و pH، در رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم در زمان­های مختلف مطالعات پیمانه­ای انجام گرفت. مدل­های مختلف سینتیکی جهت بررسی سینتیک رهاسازی عناصر استفاده شد. اثر اسید مالیک بر رهاسازی عناصر از هر دو نوع LDH قابل توجه بوده به­طوری‌که سرعت اولیه رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از LDH (3:1) به­ترتیب افزایش 75/3، 4/82 و 6/0 برابری نسبت به شرایط بدون حضور اسید مالیک داشت و سرعت اولیه رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از LDH (4:1) به­ترتیب 75/84، 39/3 و 64/1 برابر نسبت به شاهد افزایش یافت. همچنین رهاسازی عناصر در زمان­های اولیه با سرعت بیشتر و بعد از زمان 60 دقیقه با سرعت کمتر انجام گرفت. از بین مدل­های مختلف سینتیکی بررسی شده، مدل­های شبه مرتبه دوم و الوویچ به‌دلیل دارا بودن ضریب تبیین بالاتر و خطای استاندارد کمتر جهت برازش بر داده­های سینتیکی انتخاب گردیدند. بررسی اثر تغییرات pH محیط (محدوه بین 5 تا 10) بر رهاسازی عناصر نشان داد که کاهش pH بر روند رهاسازی عناصر از این ترکیبات اثر افزایشی داشته و در تمام شرایط مورد مطالعه رهاسازی عناصر از LDH (4:1) نسبت به LDH (3:1) بیشتر بود. به‌طور کلی با توجه به پتانسیل مناسب رهاسازی عناصر روی و منگنز از این ترکیبات، ممکن است LDHs به­عنوان کود کندرهای روی و منگنز برای گیاهان مفید باشند که بررسی آن نیازمند مطالعه در حضور گیاه می­باشد.
کلیدواژه‌ها
اسید آلی؛ عناصر کم‌مصرف؛ کود کندرها؛ هیدروکسید دوگانه لایه‌ای
مراجع
  1. Adeleke, R., Nwangburuka, C., & Oboirien, B. (2017). Origins, roles and fate of organic acids in soils: A review. South African Journal of Botany, 108, 393-406. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2016.09.002
  2. Atafar, Z., Mesdaghinia, A., Nouri, J., Homaee, M., Yunesian, M., Ahmadimoghaddam, M., & Mahvi, A.H. (2010). Effect of fertilizer application on soil heavy metal concentration. Environmental Monitoring and Assessment, 160(1-4), 83-89. https://doi.org/1007/s10661-008-0659-x
  3. Baranimotlagh, M., & Gholami, M. (2013). Time-Dependent zinc desorption in some calcareous soils of Iran. Pedosphere, 23(2), 185–193. https://doi.org/10.1016/S1002-0160(13)60006-5
  4. Berber, M.R., Hafez, I.H., Minagawa, K., & Mori, T. (2014). A sustained controlled release formulation of soil nitrogen based on nitrate-layered double hydroxide nanoparticle material. Journal of Soils and Sediments, 14, 60-66. https://doi.org/10.1007/s11368-013-0766-3
  5. Cheng, X., Huang, X., Wang, X., & Sun, D. (2010). Influence of calcination on the adsorptive removal of phosphate by Zn–Al layered double hydroxides from excess sludge liquor. Journal of Hazardous Materials, 177(1-3), 516-523. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.12.063
  6. De Castro, G.F., Zotarelli, L., Mattiello, E.M., & Tronto, J. (2020). Alginate beads containing layered double hydroxide intercalated with borate: a potential slow-release boron fertilizer for application in sandy soils. New Journal of Chemistry, 44, 16965-16976. https://doi.org/10.1039/D0NJ03571H
  7. Essington, M.E., (2004). Soil and Water Chemistry: An Integrative Approach, 1st ed. CRCPress, Boca Raton, FL.
  8. Etemadian, M., Hassani, A., Nourzadeh Haddad, M., & Hanifei, M. (2017). Effect of organic and inorganic acids on the release of nutrients in calcareous soils. Journal of Water and Soil Conservation, 24(5), 73-91. (In Persian). https://doi.org/22069/JWSC.2017.12528.2723
  9. Everaert, M., Warrinnier, R., Baken, S., Gustafsson, J.P., De Vos, D., & Smolders, E. (2016). Phosphate-exchanged Mg-Al layered double hydroxides: A new slow release phosphate fertilizer. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 4(8), 4280–4287. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6b00778
  10. Everaert, M., Andelkovic, I.B., Smolders, E., Degryse, F., Baird, R., & Mclaughlin, M.J. (2023). Layered transition metal molybdates as new slow-release micronutrient fertilizer matrices for Zn, Cu, and Industrial & Engineering Chemistry Research, 62(20), 7859-7867. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c00498
  11. Géraud, E., Prevot, V., & Leroux, F. (2006). Synthesis and characterization of macroporous MgAl LDH using polystyrene spheres as template. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 67(5-6), 903-908. https://doi.org/ 10.1016/j.jpcs.2006.01.002
  12. Halajnia, A., Oustan, S., Najafi, N., Khataee, A.R., & Lakzian, A. (2013). Adsorption–desorption characteristics of nitrate, phosphate and sulfate on Mg–Al layered double hydroxide. Applied Clay Science, 80, 305-312. https:// doi.org/10.1016/j.clay.2013.05.002
  13. Hatami, H., Fotovat, A., & Halajnia, A. (2018). Comparison of adsorption and desorption of phosphate on synthesized Zn-Al LDH by two methods in a simulated soil solution. Applied Clay Science, 152, 333-341. https:// doi.org/10.1016/j.clay.2017.11.032
  14. Hatami, H., & Fotovat, A. (2023). Evaluation of Zn[Mn]-Al LDHs as matrices for release of B, Zn and Mn in a simulated soil solution. Journal of Water and Soil, 36(6), 761-771. https://doi.org/22067/jsw.2022.73093.1109
  15. Hosni, K., & Srasra, E. (2010). Evaluation of phosphate removal from water by calcined-LDH synthesized from the dolomite. Colloid Journal, 72, 423-431. https://doi.org/1134/S1061933X10030178
  16. Imran, A., López-Rayo, S., Magid, J., & Hansen, H.C.B. (2016). Dissolution kinetics of pyroaurite-type layered double hydroxide doped with Zn: perspectives for pH controlled micronutrient release. Applied Clay Science, 123, 56–63. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.12.01
  17. Kameliya, J., Verma, A., Dutta, P., Arora, C., Vyas, S., & Varma, R.S. (2023). Layered double hydroxide materials: A Review on their preparation characterization and applications. Inorganics, 11(121), 1-22. https://doi.org/ 10.3390/ inorganics11030121
  18. Khoshgoftarmanesh, A.H., (2007). Principles of Plant Nutrition. Isfahan University of Technology, Publishing Center. (In Persian)
  19. Kpomblekou-a, K., & Tabatabai, M. (1994). Effect of organic acids on release of phosphorus from phosphate rocks. Soil Science, 158(6), 442-453.
  20. López-Rayo, S., Imran, A., Bruun Hansen, H.C., Schjoerring, J.K., & Magid, J. (2017). Layered double hydroxides: Potential release-on-demand fertilizers for plant zinc nutrition. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 65(40), 8779–8789. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b02604
  21. Mortvedt, J.J., Cox, F.R., Shuman, L.M., & Welch, R.M. (1991). Micronutrients in Agriculture. Soil Science Society of America, Inc. Madison, Wisconsin, USA.
  22. Oburger, E., Kirk G.J.D., Wenzel, W.W., Puschenreter, M., & Jones, D.L. (2009). Interactive effects of organic acids in the rhizosphere. Soil Biology and Biochemistry, 41(3), 449-457. https://doi.org/10.1016/ j.soilbio.2008.10.034
  23. Parello, M.L., Rojas, R., & Giacomelli, C.E., (2010). Dissolution kinetics and mechanism of Mg–Al layered double hydroxides: a simple approach to describe drug release in acid media. Journal of Colloid and Interface Science, 351(1), 134-139. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2010.07.053
  24. Roy, A.S., de Beer, M., Pillai, S.K., & Ray, S.S. (2023). Application of Layered Double Hydroxides as a Slow-Release Phosphate Source: A comparison of hydroponic and soil systems. ACS omega, 8(17), 15017-15030. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c07862
  25. Shafigh, M., Hamidpour, M., & Furrer, G. (2019). Zinc release from Zn-Mg-Fe (III)-LDH intercalated with nitrate, phosphate and carbonate: The effects of low molecular weight organic acids. Applied Clay Science, 170, 135-142. https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.01.016
  26. Songkhum, P., Wuttikhun, T., Chanlek, N., Khemthong, P., & Laohhasurayotin, K. (2018). Controlled release studies of boron and zinc from layered double hydroxides as the micronutrient hosts for agricultural application. Applied Clay Science, 152, 311–322. https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.11.028
  27. Sparks, D.L., Singh, B., & Siebecker, M.G. (2022). Environmental soil chemistry (Third edition). Elsevier.
  28. Strobel, B.W. (2001). Influence of vegetation on low-molecular-weight carboxylic acids in soil solution—a review. Geoderma, 99(3-4), 169-198. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(00)00102-6
  29. Van Hees, P.A.W., Lundstrom, U.S., & Giesler, R. (2000). Low molecular weight organic acids and their Al-complexes in soil solution-composition, distribution and seasonal variation in three podzolized soils. Geoderma, 94(2-4), 173-200. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(98)00140-2
  30. Wang, W., & Lu, Y., (2018). Analysis of the mean absolute error (MAE) and the root mean square error (RMSE) in assessing rounding model. IOP Conf. Series: Materials Science Engineering 324, 012049. https://doi.org/10.1088/ 1757-899X/324/1/012049
  31. Wang, X., Zhao, H., Chang, L., Yu, Z., Xiao, Z., Tang, S., & Huang, C. (2022). First-principles study on interlayer spacing and structure stability of NiAl-layered double hydroxides. ACS Omega, 7(43), 39169–39180. https:// doi.org/10.1021/acsomega.2c05067
  32. Zhang, L., Li, F., Evans, D.G., & Duan, X. (2010). Cu− Zn−(Mn)−(Fe)− Al layered double hydroxides and their mixed metal oxides: physicochemical and catalytic properties in wet hydrogen peroxide oxidation of phenol. Industrial & Engineering Chemistry Research, 49(13), 5959-5968. https://doi.org/10.1021/ie9019193
  33. Zhang, S., Kano, N., & Imaizumi, H. (2016). Synthesis and characterization of LDHs (layered double hydroxides) intercalated with EDTA (ethylenediaminetetracetic acid) or EDDS (N, N'-1, 2-ethanediylbis-1-aspartic acid). Journal of Environmental Science and Engineering, A(5), 549-558. https://doi.org/17265/2162-5298/2016.11.001
  34. Zumreoglu-Karan, B., & Ay, A.N. (2012). Layered double hydroxides-multifunctional nanomaterials. Chemical Papers, 66(1), 1-10. https://doi.org/10.2478/s11696-011-0100-8
 

 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 241
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 60


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب