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摘要
【目的】利用葡萄糖对尿素改性可延缓尿素水解，提高尿素氮肥利用率。从葡萄糖与尿素的反应特征、产物结构方面，研究其作用机理及葡萄糖添加量对尿素分解的影响。【方法】将葡萄糖按10%的比例加入到熔融尿素中获得葡萄糖改性尿素，利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和液相色谱–质谱联用(LC-MS)分析葡萄糖改性尿素的化学结构、物质组成和相对分子质量。将葡萄糖按照0.2%、0.5%和1.0%的比例添加到熔融尿素中制备出3种比例的葡萄糖改性尿素，在3个样品分别加入脲酶溶液(1 U/mg)，于(25±2)℃恒温箱中培养30 min后，用比色法测定剩余尿素的含量，计算尿素的分解率。【结果】1)葡萄糖与尿素反应后，FTIR位于1599 cm-1处伯酰胺NH2变角振动消失，3441 cm-1处伯胺NH2反对称伸缩振动强度减弱，推测葡萄糖与尿素胺基发生反应，XPS C 1s和N 1s图谱分别出现未知形态的碳结构(―CX)和氮结构(―NX)，醛基碳(―CHO)消失，O 1s图谱发现醛基的C=O化学键发生断裂，证明葡萄糖的醛基与尿素的胺基反应生成了新的产物。依据LC-MS分析，葡萄糖中的醛基与尿素的胺基发生亲核加成反应，生成了含有C=N结构的物质。2)与普通尿素的分解率(20.16%)相比，添加0.2%、0.5%和1.0%比例的葡萄糖改性尿素的转化率分别为15.5%、3.3%、11.0%，其中葡萄糖添加比例为0.5%的改性尿素处理降幅高达16.9个百分点。【结论】尿素熔融条件下加入葡萄糖，葡萄糖的C=O化学键断裂，碳原子与尿素中的氮原子结合形成C=N键。C=N键结构的存在延缓了尿素的水解，进而显著降低了脲酶对其分解率。葡萄糖添加量对葡萄糖改性尿素的分解率影响显著，以葡萄糖添加比例为0.5%的处理效果最佳。
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