Báo Cáo Nghiên cứu sản xuất các chất kích thích tăng trưởng cây trồng từ nguồn nước thải công nghiệp giấy

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 4
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .6


Phần 1. TỔNG QUAN .7
1.1. Lignin và quá trình sản xuất bột giấy .7
1.1.1. Giới thiệu về lignin 7
1.1.1.1. Cấu trúc phân tử lignin .7
1.1.1.2. Tính chất vật lý của lignin 8
1.1.1.3. Tính chất hóa học của lignin .9
1.1.2. Các quá trình sản xuất bột giấy 9
1.1.3. Ứng dụng của lignin .10
1.2. Lignosulfonat và các muối từ nó .11
1.2.1. Giới thiệu chung .11
1.2.2. Cấu trúc phân tử của lignosulfonat 12
1.2.3. Các tính chất của lignosulfonat 12
1.2.4. Ứng dụng của lignosulfonat và các muối kim loại vi lượng lignosulfonat 13
1.2.4.1. Vai trò của các nguyên tố vi lượng đối với cây trồng 16
1.2.4.2. Tình hình sử dụng phân vi lượng tại Việt Nam 19
1.2.4.3. Ứng dụng của muối kim loại vi lượng lignosulfonat trong sản xuất phân bón qua lá .20
1.3. Phương pháp tổng hợp các kim loại vi lượng lignosulfonat .22
1.3.1. Tổng hợp trực tiếp từ lignin và dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy .23
1.3.2. Tổng hợp thông qua các hợp chất lignosulfonat 24
1.3.3. So sánh và lựa chọn phương pháp nghiên cứu 27
Phần 2. THỰC NGHIỆM . .28
2.1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 28
2.1.1. Quá trình tách lignin từ dịch đen 28
2.1.2. Tổng hợp Ca- lignosulfonat .28
2.1.3. Tổng hợp các muối kim loại vi lượng lignosulfonat .29
2.1.4. Điều chế phân bón lá chứa hỗn hợp nhiều kim loại vi lượng 29
2.1.4.1. Lựa chọn công thức .29
2.1.4.2. Điều chế phân bón lá .30
2.1.5. Khảo nghiệm sơ bộ hiệu quả của phân bón lá trên cây trồng 30
2.2.2. Vật liệu và thiết bị nghiên cứu .31
2.2.1. Nguyên liệu và hóa chất .31
2.2.2. Thiết bị và dụng cụ 31
2.3. Phương pháp phân tích sản phẩm .32


Phần 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33
3.1. Tổng hợp muối kim loại vi lượng lignosulfonat .33
3.1.1. Điều chế muối sắt lignosulfonat 33
3.1.2. Điều chế muối kẽm lignosulfonat 37
3.1.3. Điều chế muối mangan lignosulfonat 40
3.1.4. Kết luận về phương pháp tổng hợp muối kim loại vi lượng lignosulfonat 43
3.1.5. Quy trình quy mô phòng thí nghiệm .43
3.1.6. Sơ đồ quy trình điều chế muối kim loại vi lượng lignosulfonat 44
3.1.7. Phân tích định tính và định lượng .45
3.2. Điều chế phân bón lá chứa hỗn hợp nhiều kim loại vi lượng .45
3.2.1. Điều chế hỗn hợp muối vi lượng lignosulfonat 45
3.2.2. Điều chế phân bón lá 45
3.3. Khảo nghiệm sơ bộ hiệu quả của phân bón lá trên cây trồng 46
3.3.1. Ảnh hưởng của phân bón lá LS1 đến sinh trưởng và phát triển của cây đậu xanh 47
3.3.2. Ảnh hưởng của phân bón LS1 đến sinh trưởng và phát triển của cây dưa chuột 48
3.3.3. Kết luận 49


Phần 4. KẾT LUẬN .50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .51
PHỤ LỤC .53

MỞ ĐẦU
Ngay từ thời cổ đại, con người đã phát hiện và biết cách sử dụng phân bón. Người Trung Quốc, Hy Lạp và La Mã cổ đại biết dùng phân
hữu cơ và tro đốt để bón cho cây trồng. Từ thế kỷ thứ 17, các nhà khoa học đã có những thí nghiệm nghiên cứu về dinh dưỡng cây trồng và từ đó
phân bón mới thực sự phát triển có hệ thống và ngành công nghiệp phânbón ra đời và phát triển. Trong thành phần phân bón, ngoài các chất dinh dưỡng như N (Nitơ), P (Phospho), K (Kali), cây trồng luôn cần một lượng nhỏ các nguyên tố vi lượng (Fe, Zn, Cu, Mn, B, Mo, ) để duy trì các quá trình sinh trưởng và sinh thực (tạo củ, quả). Vai trò quan trọng của các nguyên tố vi lượng đối với cây trồng mới chỉ được phát hiện vào đầu thế kỷ 20. Các nguyên tố này thường không có đủ trong thành phần của đất. Vì vậy, ngày nay người ta thường phải bổ sung cho cây những nguyên tố này dưới dạng phân bón vi lượng, kết hợp với các thành phần dinh dưỡng khác. Các nguyên tố vi lượng sử dụng thường ở dạng muối vô cơ hoặc hữu cơ tan trong nước. Tuy nhiên, dạng muối vô cơ khó hấp thụ qua lá của cây, khi xuống đất sẽ dần dần làm thay đổi thành phần cấu tạo đất. Vì vậy, ngày nay người ta thường sử dụng các muối vi lượng dạng hữu cơ tan trong nước: các chelat của những kim loại đa hóa trị như các dẫn xuất ethylene diamine tetraacetate (EDTA), hydroxyethylene diamine triacetate (HEDTA), diethylene triamine pentaacetate (DTPA), Thời gian gần đây, các muối vi lượng của citrat và lignosulfonat được lựa chọn vì dễ phân hủy sinh học, không để lại dư lượng nên rất thân thiện với môi trường.
Thành phần các nguyên tố vi lượng trong phân bón phụ thuộc vào từng loại cây, giai đoạn sinh trưởng và tùy từng loại đất trồng. Tùy thuộc
vào mục đích sử dụng, ta có thể điều chỉnh thành phần và hàm lượng các nguyên tố vi lượng này cho phù hợp và kinh tế. Hiện nay, trên thế giới có nhiều sản phẩm phân bón chứa các muối kim loại vi lượng lignosulfonat được sử dụng rộng rãi và hiệu quả, ví dụ: Antichlorol LS-Fe Fertilizer, Microchelacyt LS-3 của Balan; BrotomaxTM (Cu, Mn, Zn) của hãng Agrometodos SA, Tây Ban Nha, Tại Việt Nam, nhiều sản phẩm cũng đã khẳng định được vai trò và tác dụng của nó trên đồng ruộng: Phabela (Công ty Cổ phần Thuốc sát trùng Việt Nam), Mekofa (Xí nghiệp phân bón Cửu long), Poly Feed (Công ty Haifa Chemicals Ltd),
Các muối vi lượng lignosulfonat có thể được điều chế trực tiếp từ lignin có trong dịch thải của quá trình sản xuất bột giấy theo phương pháp
sulfit hoặc từ lignosulfonat, thông qua phản ứng với các muối kim loại tương ứng. Sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, dễ phân hủy sinh học, không
để lại dư lượng trong nông phẩm và môi trường nên thường được khuyến cáo sử dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp sạch.
Hàng năm, trong quá trình hoạt động, các nhà máy giấy của nước ta thải ra dịch đen chứa một lượng lớn chất hữu cơ, trong đó lignin chiếm một lượng đáng kể. Tận dụng nguồn nguyên liệu này để tạo ra các sản phẩm phục vụ nền kinh tế quốc dân, đồng thời giải quyết được vấn đề môi
trường cho ngành công nghiệp giấy là một hướng nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Xuất phát từ mục đích trên,đề tại sẽ nghiên cứu tổng hợp một số kim loại vi lượng lignosulfonat từ lignin, sử dụng làm phân bón qua lá cho
cây trồng tại Việt Nam.