اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات52
تعداد شماره‌ها2,105
تعداد مقالات21,875
تعداد مشاهده مقاله93,403,183
تعداد دریافت فایل اصل مقاله27,978,055
موحدی راد, زهرا, حمیدپور, محسن, تاج آبادی پور, احمد. (1404). سینتیک رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای Mg-Zn-Mn-Al-LDH تحت تأثیر اسید سیتریک و اسید تارتاریک. سامانه مدیریت نشریات علمی, 39(1), 89-73. doi: 10.22067/jsw.2025.90947.1448
زهرا موحدی راد; محسن حمیدپور; احمد تاج آبادی پور. "سینتیک رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای Mg-Zn-Mn-Al-LDH تحت تأثیر اسید سیتریک و اسید تارتاریک". سامانه مدیریت نشریات علمی, 39, 1, 1404, 89-73. doi: 10.22067/jsw.2025.90947.1448
موحدی راد, زهرا, حمیدپور, محسن, تاج آبادی پور, احمد. (1404). 'سینتیک رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای Mg-Zn-Mn-Al-LDH تحت تأثیر اسید سیتریک و اسید تارتاریک', سامانه مدیریت نشریات علمی, 39(1), pp. 89-73. doi: 10.22067/jsw.2025.90947.1448
موحدی راد, زهرا, حمیدپور, محسن, تاج آبادی پور, احمد. سینتیک رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای Mg-Zn-Mn-Al-LDH تحت تأثیر اسید سیتریک و اسید تارتاریک. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1404; 39(1): 89-73. doi: 10.22067/jsw.2025.90947.1448

سینتیک رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از هیدروکسیدهای دوگانه لایه‌ای Mg-Zn-Mn-Al-LDH تحت تأثیر اسید سیتریک و اسید تارتاریک

آب و خاک
دوره 39، شماره 1 - شماره پیاپی 99، فروردین و اردیبهشت 1404، صفحه 89-73    اصل مقاله (1.53 M)
نوع مقاله: مقالات پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2025.90947.1448
نویسندگان
زهرا موحدی راد1؛ محسن حمیدپور* 2؛ احمد تاج آبادی پور2
1گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
2گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان، ایران
چکیده
اخیراً پتانسیل هیدروکسیدهای دوگانه لایه­ای در تأمین عناصر ضروری گیاهان به­طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش Mg-Zn-Mn-Al-LDH با آنیون بین لایه­ای نیترات با دو نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی 3:1 (LDH (3:1)) و 4:1 (LDH (4:1)) به روش هم­رسوبی تهیه شد. پس از بررسی ویژگی­های ساختاری و مورفولوژیکی با استفاده از تکنیک­های XRD، SEM، FTIR و BET، روند رهاسازی عناصر روی، منگنز و منیزیم از آن­ها در حضور و عدم حضور اسیدهای آلی سیتریک و تارتاریک با مطالعات پیمانه­ای مورد بررسی قرار گرفت. از بین مدل­های سینتیکی مختلف، مدل­های تابع توانی و شبه مرتبه دوم به‌دلیل دارا بودن ضریب تبیین (R2) بیشتر و خطای تخمین استاندارد کمتر (SE) جهت برازش بر داده­های سینتیکی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد اسیدهای آلی نقش مهمی در رهاسازی عناصر از ساختار LDH داشته به­گونه­ای که در حضور اسید سیتریک، از LDH (3:1) مقدار رهاسازی روی، منگنز و منیزیم به­ترتیب 99، 99 و 91 درصد و از LDH (4:1) به­ترتیب 97، 98 و 85 درصد بیشتر از عدم حضور این اسید بود. همچنین در حضور اسید تارتاریک مقدار رهاسازی روی، منگنز و منیزیم از LDH (3:1) به­ترتیب 99، 90 و 89 درصد و از LDH (4:1) این مقادیر 93، 86 و 69 درصد بیشتر از عدم حضور این اسید بود. نسبت کاتیون دو به سه ظرفیتی در ساختار LDH تأثیر مستقیم بر پایداری LDH داشته و افزایش این نسبت منجر به کاهش پایداری LDH گردید. با توجه به نتایج حاصل می­توان در رویکردی جدید هیدروکسیدهای دوگانه لایه­ای را به­عنوان ترکیبات کودی با قابلیت آزادسازی آرام عناصر غذایی در شرایط کمبود آن­ها و در حضور گیاه مورد بررسی بیشتر قرار داد.
کلیدواژه‌ها
اسیدهای آلی با وزن مولکولی کم؛ عناصر کم مصرف؛ کودهای کندرها؛ مدل‌های سینتیکی
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. Alexandratos, N., & Bruinsma, J. (2012). World Agriculture Towards 2030/2050: the 2012 revision. ESA Work. Paper No 12-03. Global Perspective Studies Team FAO Agricultural Development Economics Division.
  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. Benicio, L.P.F., Constantino, V.R.L., Pinto, F.G., Vergutz, L., Tronto, J., & Da Costa, L.M. (2017). Layered double hydroxides: new technology in phosphate fertilizrs based on nanostructured materials. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 5(1), 399-409. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6b01784
  5. Benicio, L.P.F., Eulalio, D., Guimaraes, L.D.M., Pinto, F.G., Costa, L.M.D., & Tronto, J. (2018). Layered double hydroxides as hosting matrices for storage and slow release of phosphate analyzed by stirred-flow method. Materials Research, 21(6), e20171004. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2017-1004
  6. Bernardo, M.P., Moreira, F.K., & Ribeiro, C. (2017). Synthesis and characterization of eco-friendly Ca-Al-LDH loaded with phosphate for agricultural applications. Applied Clay Science, 137, 143-150. https://doi.org/10.1016/ j.clay.2016.12.022
  7. Cardoso, L.P., Celis, R., Cornejo, J., & Valim, J.B. (2006). Layered double hydroxides as supports for the slow release of acid herbicides. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(16), 5968-5975. https://doi.org/ 10.1021/jf061026y
  8. Dalla Nora, F.B., Lima, V.V., Oliveira, M.L., Hosseini-Bandegharaei, A., de Lima Burgo, T.A., Meili, L., & Dotto, G.L. (2020). Adsorptive potential of Zn–Al and Mg–Fe layered double hydroxides for the removal of 2–nitrophenol from aqueous solutions. Journal of Environmental Chemical Engineering, 8(4), 103913. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103913
  9. Essington, M.E. (2015). Second edition Soil and Water Chemistry: an Integrative Approach. CRC press.
  10. Evans Jr, A. (1991). Influence of low molecular weight organic acids on zinc distribution within micronutrient pools and zinc uptake by wheat. Journal of Plant Nutrition, 14(12), 1307-1318. https://doi.org/10.1080/ 01904169109364287
  11. 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
  12. Everaet, 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
  13. Figueredo Benicio, L.P., Eulalio, D., Guimaraes, L.D.M., Pinto, F.G., Da Costac, L.M., & Tronto, J. (2018). Layered double hydroxides as hosting matrices for storage and slow release of phosphate. Materials Research-Ibero-American Journal of Materials, 21(6). https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2017-1004
  14. Hansen, J.C., & Strawn, D.G. (2003). Kinetics of phosphorus release from manure-amended alkaline soil. Soil Science, 168(12), 869-879. https://doi.org/10.1097/01.ss.0000106408.84926.8f
  15. 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
  16. Hassanzadeh, A., Hamidpour, M., Abbaszadeh Dahaji, P., Akhgar, A., & Kariman, K. (2024). Maximizing the efficiency of layered double hydroxides as a slow-release phosphate fertilizer: A study on the impact of plant growth-promoting rhizobacteria. Applied Clay Science, 262, 107620. https://doi.org/10.1016/j.clay.2024.107620
  17. 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. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.1134/s1061933x20060058
  18. 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
  19. 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.2015.12.016
  20. 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
  21. Khan, A.A., Tahir, M., & Khan, N. (2023). LDH-based nanomaterials for photocatalytic applications: A comprehensive review on the role of bi/trivalent cations, anions, morphology, defect engineering, memory effect, and heterojunction formation. Journal of Energy Chemistry, 84, 242-276. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2023. 04.049
  22. Klemkaite, K., Prosycevas, I., Taraskevicius, R., Khinsky, A., & Kareiva, A. (2011). Synthesis and characterization of layered double hydroxides with different cations (Mg, Co, Ni, Al), decomposition and reformation of mixed metal oxides to layered structures. Open Chemistry, 9(2), 275-282. https://doi.org/10.2478/ s11532-011-0007-9
  23. Koilraj, P., & Kannan, S. (2010). Phosphate uptake behavior of ZnAlZr ternary layered double hydroxides through surface precipitation. Journal of Colloid and Interface Science, 341(2), 289-297. https://doi.org/10.1016/ j.jcis.2009.09.059
  24. Lakshani, N., Wijerathne, H.S., Sandaruwan, C., Kottegoda, N., & Karunarathne, V. (2023). Release kinetic models and release mechanisms of controlled-release and slow-release fertilizers. ACS Agricultural Science & Technology, 3(11), 939-956. https://doi.org/10.1021/acsagscitech.3c00152
  25. Li, F., & Duan, X. (2005). Applications of layered double hydroxides. Struct Bond, 119, 193–223.
  26. Lozano-Lunar, A., Otero, R., Álvarez, J.I., Jiménez, J.R., & Fernández-Rodríguez, J.M. (2023). Application of layer double hydroxide in cementitious matrices for the improvement of the double barrier technique in the immobilisation of lead waste. Applied Clay Science, 238, 106938. https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.106938
  27. 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
  28. Meili, L., Lins, P.V., Zanta, C.L.P.S., Soletti, J.I., Ribeiro, L.M.O., Dornelas, C.B., & Vieira, M.G.A. (2019). MgAl-LDH/Biochar composites for methylene blue removal by adsorption. Applied Clay Science, 168, 11-20. https://doi.org/10.1016/j.clay.2018.10.012
  29. Mishra, G., Dash, B., & Pandey, S. (2018). Layered double hydroxides: A brief review from fundamentals to application as evolving biomaterials. Applied Clay Science, 153, 172-186. https://doi.org/10.1016/j.clay.2017. 12.021
  30. Motaghian, H.R., Hosseinpur, A., & Kiani, S. (2016). Zinc and copper release kinetics in a calcareous soil amended with manure and vermicompost. Journal of Water and Soil, 30(2), 581-593. (In Persian with English abstract).
  31. Motaghian, H.R., & Hosseinpur, A.R. (2014). Impact of sewage sludge application on zinc desorption kinetics in some calcareous soils. Environmental Earth Sciences, 71, 4647-4655. https://doi.org/10.1007/s12665-013-2855-4
  32. Movahedirad, Z., & Hamidpour, M. (2024). Release of zinc, manganese and magnesium from Mg-Zn-Mn-Al-LDH: Effect of malic acid and divalent to trivalent cation ratios in mineral structure. Water and Soil, 38(4), 495-509. (In Persian with English abstract).
  33. Nunes, V.L.N., Mulvaney, R.L., Cantarutti, R.B., Pinto, F.G., & Tronto, J. (2020). Improving nitrate fertilization by encapsulating Zn-Al layered double hydroxides in alginate beads. Nitrogen, 1, 125-136. https://doi.org/ 10.3390/nitrogen1020011
  34. Olama, V., Ronaghi, A., Karimian, N., Ghasemi-Fasaei, R., Yasrebi, J., & Tavajjoh, M. (2010). Copper release behavior in two calcareous soils amended with three organic materials. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 41(20), 2448-2458. https://doi.org/10.1080/00103624.2010.511376
  35. Peng, L., Liu, P., Feng, X., Wang, Z., Cheng, T., Liang, Y., & Shi, Z. (2018). Kinetics of heavy metal adsorption and desorption in soil: Developing a unified model based on chemical speciation. Geochimica et Cosmochimica Acta, 224, 282-300. https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.01.014
  36. Reyhanitabar, A., & Gilkes, R.J. (2010). Kinetics of DTPA extraction of zinc from calcareous soils. Geoderma, 154(3-4), 289-293. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.10.016
  37. Rojas, R., Barriga, C., De Pauli, C.P., & Avena, M.J. (2010). Influence of carbonate intercalation in the surface-charging behavior of Zn–Cr layered double hydroxides. Materials Chemistry and Physics, 119(1-2), 303-308. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2009.09.001
  38. 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
  39. 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
  40. 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
  41. Sparks, D.L. (1986). Kinetics of ionic reactions in clay minerals and soils. Advances in Agronomy, 38, 231-266. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60677-X
  42. Thevenot, F., Szymanski, R., & Chaumette, P. (1989). Preparation and characterization of Al-rich Zn-Al hydrotalcite-like compounds. Clays and Clay Minerals, 37(5), 396-402. https://doi.org/10.1346/CCMN.1989. 0370502
  43. 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
  44. Wang, X., Lin, Y., Su, Y., Zhang, B., Li, C., Wang, H., & Wang, L. (2017). Design and synthesis of ternary-component layered double hydroxides for high-performance supercapacitors: understanding the role of trivalent metal ions. Electrochimica Acta, 225, 263-271. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.12.160
  45. Zabiszak, M., Nowak, M., Taras-Goslinska, K., Kaczmarek, M.T., Hnatejko, Z., & Jastrzab, R. (2018). Carboxyl groups of citric acid in the process of complex formation with bivalent and trivalent metal ions in biological systems. Journal of Inorganic Biochemistry, 182, 37-47. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2018.01.017
  46. Zhang, Sh., Gao, N., Shen, T., Yang, Y., Gao, B., Li, Y.C., & Wan, Y. (2019 a). One-step synthesis of superhydrophobic and multifunctional nano copper-modified bio-polyurethane for controlled-release fertilizers with multilayer air shields. new insight of improvement mechanism. Journal of Materials Chemistry, 7, 9503-9509. https://doi.org/10.1039/C9TA00632J
  47. Zhang, Y., Xu, H., & Lu, S. (2021). Preparation and application of layered double hydroxide nanosheets. Royal Society of Chemistry, 11, 24254-24281. https://doi.org/10.1039/d1ra03289e
 

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 107
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 50


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب