Luận văn thạc sĩ: Tổng hợp và ứng dụng phức chất đất hiếm lactat để tăng năng suất cây lúa và ngô

• Tác giả: Phạm Thị Ngọc Nga
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đào Ngọc Nhiệm
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa học Vô cơ
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng phức chất đất hiếm-lactat để tăng năng suất cho cây lúa, cây ngô
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ hóa học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1.1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
• 1.1. Vai trò sinh lý của các nguyên tố vi lượng
• 1.1.1. Các nguyên tố vi lượng đối với cây trồng
• 1.1.2. Các nguyên tố đất hiếm đối với cây trồng
• 1.1.3. Khoáng sản đất hiếm ở Việt Nam
• 1.1.4. Ứng dụng của đất hiếm trong nông nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hóa chất và dụng cụ
• 2.2. Dung dịch chuẩn DTPA
• 2.3. Các loại hóa chất khác. Dung dịch đệm axetat
• 2.4. Phương pháp chế tạo phức chất đất hiếm - lactat
• 2.5. Phương pháp xác định thành phần và tính chất của phức NTĐH(III) với axit lactic
• 2.6. Nghiên cứu phức chất đất hiếm bằng phương pháp phổ hồng ngoại
• 2.7. Nghiên cứu các phức chất đất hiếm bằng phương pháp phổ hấp thụ electron
• 2.8. Nghiên cứu phức chất ĐH bằng phương pháp phân tích nhiệt
• 2.9. Phương pháp bố trí thí nghiệm nghiên cứu thử nghiệm các loại phức chất cho một số cây trồng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu điều kiện tối ưu tổng hợp một số phức chất lactat – La, lactat – Ce
• 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ axit lactic đến hiệu suất tạo thành của phức chất lactat – Ce và lactat – La
• 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất tạo thành phức chất đất hiếm
• 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ mol kim loại/axit lactic đến hiệu suất tạo thành phức chất lactat – đất hiếm
• 3.5. Xác định thành phần của phức chất lactat đất hiếm
• 3.6. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt
• 3.7. Nghiên cứu phức chất bằng phổ hồng ngoại
• 3.8. Nghiên cứu điều kiện tối ưu tổng hợp một số phức chất lactat – Nd, lactat – Pr
• 3.9. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ axit lactic đến hiệu suất tạo thành của phức chất lactat – Nd và lactat – Pr
• 3.10. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất tạo thành phức chất đất hiếm
• 3.11. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ mol kim loại/axit lactic đến hiệu suất tạo thành phức chất lactat – đất hiếm
• 3.12. Xác định thành phần của phức chất lactat Nd và lactat - Pr
• 3.13. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt
• 3.14. Nghiên cứu phức chất bằng phổ hồng ngoại
• 3.15. Nghiên cứu điều kiện tổng hợp phức chất lactat – tổng nguyên tố đất hiếm từ quặng monazit
• 3.16. Chế tạo 5 lít dung dịch chứa đất hiếm – lactat
• 3.17. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của phức chất lactat đất hiếm đến năng suất cây lúa, cây ngô
• 3.17.1. Kết quả thí nghiệm trên cây lúa
• 3.17.2. Nghiên cứu thử nghiệm phân vi lượng đất hiếm trên cây ngô
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về phức chất đất hiếm và ứng dụng trong nông nghiệp

Phức chất đất hiếm là hợp chất hóa học được tạo thành từ các nguyên tố đất hiếm và các phối tử hữu cơ hoặc vô cơ. Trong nông nghiệp, các phức chất này được nghiên cứu để tăng năng suất lúa và năng suất ngô. Các nguyên tố đất hiếm như Lantan (La), Xeri (Ce), Neodym (Nd) và Praseodym (Pr) có vai trò quan trọng trong việc kích thích quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Chúng giúp tăng cường quá trình quang hợp, cải thiện khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và tăng sức đề kháng của cây trồng trước các điều kiện bất lợi.

1.1. Vai trò của đất hiếm trong nông nghiệp

Các nguyên tố đất hiếm đã được chứng minh là có tác động tích cực đến sự phát triển của cây trồng. Chúng thúc đẩy quá trình nảy mầm, tăng chiều dài rễ và cải thiện hệ thống lá. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng các hợp chất đất hiếm như CeCl3 làm tăng hàm lượng chất diệp lục trong lá cây, từ đó tăng cường quá trình quang hợp. Điều này dẫn đến việc tăng năng suất lúa và năng suất ngô một cách đáng kể.

1.2. Ứng dụng của phức chất lactat đất hiếm

Phức chất lactat đất hiếm được tổng hợp từ axit lactic và các nguyên tố đất hiếm. Axit lactic là một phối tử hữu cơ có khả năng tạo phức bền với các ion kim loại, giúp bảo vệ chúng khỏi các yếu tố môi trường như pH đất và các gốc photphat. Phức chất này được sử dụng làm phân bón vi lượng cho cây trồng, giúp tăng cường khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và cải thiện năng suất cây trồng.

II. Nghiên cứu tổng hợp phức chất lactat đất hiếm

Quá trình nghiên cứu tổng hợp phức chất lactat đất hiếm bao gồm việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng như nồng độ axit lactic, thời gian phản ứng và tỷ lệ mol giữa kim loại và axit lactic. Các phương pháp phân tích như phổ hồng ngoại (IR), phổ hấp thụ electron (UV-Vis) và phân tích nhiệt (DTA) được sử dụng để xác định thành phần và tính chất của phức chất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, phức chất lactat đất hiếm có hiệu suất tạo thành cao và ổn định trong điều kiện môi trường.

2.1. Tối ưu hóa điều kiện tổng hợp

Nghiên cứu đã xác định các điều kiện tối ưu để tổng hợp phức chất lactat đất hiếm, bao gồm nồng độ axit lactic, thời gian phản ứng và tỷ lệ mol giữa kim loại và axit lactic. Kết quả cho thấy, hiệu suất tạo thành phức chất đạt cao nhất khi nồng độ axit lactic là 0.5M, thời gian phản ứng là 2 giờ và tỷ lệ mol kim loại/axit lactic là 1:3.

2.2. Phân tích tính chất phức chất

Các phức chất lactat đất hiếm được phân tích bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) và phân tích nhiệt (DTA). Kết quả cho thấy, phức chất có cấu trúc bền vững và khả năng phân hủy ở nhiệt độ cao. Phổ IR cho thấy sự hiện diện của các nhóm chức đặc trưng của axit lactic và các liên kết phối trí giữa kim loại và phối tử.

III. Ứng dụng phức chất lactat đất hiếm trong tăng năng suất cây trồng

Phức chất lactat đất hiếm được ứng dụng làm phân bón vi lượng cho cây lúa và ngô. Kết quả thí nghiệm cho thấy, việc sử dụng phức chất này làm tăng đáng kể năng suất lúa và năng suất ngô. Cụ thể, năng suất lúa tăng từ 10-15% và năng suất ngô tăng từ 8-12% so với đối chứng. Phức chất cũng giúp cải thiện chất lượng nông sản, tăng hàm lượng đường và vitamin trong hạt ngô.

3.1. Thử nghiệm trên cây lúa

Thử nghiệm trên cây lúa cho thấy, việc sử dụng phức chất lactat đất hiếm làm tăng chiều cao cây, số lượng bông và trọng lượng hạt. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng chất diệp lục trong lá lúa tăng lên, dẫn đến tăng cường quá trình quang hợp và năng suất thu hoạch.

3.2. Thử nghiệm trên cây ngô

Trên cây ngô, phức chất lactat đất hiếm giúp tăng chiều dài bắp, số lượng hạt và trọng lượng bắp. Ngoài ra, phức chất còn làm tăng hàm lượng đường và vitamin trong hạt ngô, cải thiện chất lượng nông sản.