贝 雷，刘 昆，孙 智，李 星，韩效钊

    (合肥工业大学化学与化工学院 安徽合肥 230009)

    肥料中氮养分透过聚合物薄膜过程的初步研究

    贝 雷，刘 昆，孙 智，李 星，韩效钊

    (合肥工业大学化学与化工学院 安徽合肥 230009)

    采用Ussing Chamber方法测定了298 K下尿素-水和磷酸二氢钾-尿素-水溶液中氮养分的渗透率，考察尿素浓度和磷酸二氢钾添加量对溶液中氮养分透过聚苯乙烯薄膜过程的影响。依据渗透率的变化规律，采用溶解-扩散模型，探讨了体系中养分分子-分子或分子-离子间相互作用形成的缔合物对扩散系数的影响。

    氮养分 聚苯乙烯膜 渗透率 溶解-扩散模型

    作为一种重要的缓/控释肥料，聚合物包膜肥料可以有效提高肥料利用率、减少资源和能源的浪费、减轻环境污染，正获得越来越多的研究关注[1- 4]。由于缓/控释肥料，尤其是聚合物包膜缓/控释肥料的成本较高和包膜难以降解，严重阻碍了其在农业生产上的大范围应用，因此，如何设计和研发可降解的廉价聚合物包膜材料是该领域研究的核心问题。在该过程中，需要制备大量包膜材料并对它们进行评估和筛选，因此，包膜材料的渗透率数据意义重大。通过对文献的调研[5- 11]，肥料养分对包膜材料，尤其是聚合物包膜材料的渗透率数据不仅数量少，而且体系单一，溶液体系大多是氮肥-水体系；对于包膜缓/控释复合肥料至关重要的体系，如氮肥-磷肥-水、氮肥-钾肥-水、氮肥-磷肥-钾肥-水体系的氮养分渗透率数据未见公开报道。针对此现状，通过渗透扩散试验测定尿素-水和磷酸二氢钾-尿素-水体系中氮养分透过聚合物薄膜的渗透率数据，以期为研制和开发新型廉价可降解缓/控释肥料包膜材料奠定坚实的基础。在试验中，选用成本低廉的聚苯乙烯(PS)作为模型包膜材料，选用尿素作为氮养分模型肥料，选用磷酸二氢钾作为磷养分和钾养分的模型肥料。

    1 试验部分

    1.1 主要仪器与试剂

    主要仪器：膜透过装置(自行设计、定制)，磁力加热搅拌器(CJJ78- 1，金坛市白塔新宝仪器厂)，移液枪(FJ200S，杭州齐威仪器有限公司)，可见分光光度计(VIS- 722，上海精隆科学仪器有限公司)，火焰分光光度计(FP640，上海精密科学有限公司)。

    主要试剂：聚苯乙烯(AR，上海阿拉丁试剂有限公司)，尿素(AR，国药集团化学试剂有限公司)，磷酸二氢钾(AR，国药集团化学试剂有限公司)。

    1.2 试验方法

    1.2.1 PS薄膜的制备

    称取4.0 g质量分数5%的聚苯乙烯-二氯甲烷溶液于直径为9 cm的平底培养皿中 ......