CN103360168B - 生物固沙保水修复剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物固沙保水修复剂的制备方法；包括修复剂Ⅰ和Ⅱ，其修复剂Ⅰ的方法步骤为：取羧甲基淀粉和羧甲基纤维素一定比例混合，用一定浓度的酒精配制成悬浮液，在一定温度下，加入交联剂进行交联反应，过滤、干燥、粉碎即得固体，并在固体中添加乙二胺四乙酸二钠铁、硼酸、硫酸锰、磷酸二氢钾和硝酸铵，混合均匀为固体修复剂Ⅰ；再将其配制成水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂。本发明以淀粉及纤维素为生物质原料，对环境无污染，能够生物降解；再结合固沙抑尘剂、保水剂及肥料，可迅速改良荒漠化土地，为植物生长创造良好的水土条件，可提高植物的成活率，改善生态环境的质量。
Description
技术领域
本发明属于清洁技术领域，具体地说涉及一种利用变性淀粉和改性纤维素为原料，结合保水剂及植物营养液制备生物固沙保水修复剂的方法。
背景技术
中国是世界上沙漠化最严重的国家之一，20世纪50-60年代，我国沙化土地每年扩展1560km2，20世纪70-80年代为2100 km2，20世纪90年代为2400 km2。随着沙漠化的加速发展，突发性风沙灾害—沙尘暴发生频率越来越高，严重的污染了环境并且造成了巨大的经济损失；开发低成本、高效能、环境友好的化学固沙用高分子材料是当务之急。
化学固沙就是在荒漠化土地表层施用有机或无机化学材料,以提高地表沙土的稳定性和保水性,或对盐碱化土地进行脱盐处理,从而达到固定流沙、改良和治理荒漠化土地的目的。在化学固沙中应用的高分子材料根据来源不同大致分为石油产品类、合成高分子类、生物质资源类。
在化学固沙中应用的高分子材料根据来源不同大致分为石油产品类、合成高分子类、生物质资源类。⑴石油产品类的固沙剂，沥青乳液是石油产品类固沙剂的代表，它是当前世界各国应用化学固沙最广泛的材料。但应用沥青乳液固沙存在有许多缺点：沥青稳定沙土的效率较低，用量大；沥青是憎水性的,大量施用会导致土壤渗水能力下降，水流失增多，不利于植物生长；受沥青原料来源限制，大面积推广使用成本太高。⑵合成高分子类的固沙剂是一种高效固沙材料，由于有限的石油资源及其昂贵的价格限制其在我国的推广应用。脲醛树脂是目前价格最为低廉的合成高分子材料，但脲醛树脂作为固沙材料的主要问题是：固化速度太快，施工不方便；粘度很大，水溶性较差，难以均匀方便地施用在沙土中；且游离甲醛对施工人员不利。⑶生物质资源类的固沙剂，目前研究较多的为木质素磺酸盐类固沙剂及栲胶类固沙剂；生物质资源类固沙剂与石油类、合成类固沙剂相比具有无污染、能够自然降解的优点。另外，高吸水树脂产品由于具有优良的吸水保水性能,也经常与固沙剂一起应用于沙漠综合治理。若将高吸水树脂和其他固沙材料、固沙技术结合起来使用，可取得令人满意的固沙效果。因而，成本低、效能高、环境友好的多功能高吸水树脂固沙材料将是今后的重点发展方向。
发明内容
基于上述现有技术存在的缺陷，本发明经试验设计可提供一种利用羧甲基淀粉、羧甲基纤维素、保水剂、植物营养液为原料的可生物降解、无污染的生物固沙保水修复剂的制备方法，其所得产品应用于沙地，具有起到固沙抑尘，改善沙地，有利于植物生长的作用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：生物固沙保水修复剂的制备方法，包括修复剂Ⅰ和修复剂Ⅱ，其修复剂Ⅰ的制备方法步骤如下：
A、按质量百分比选取取代度在0.6～0.7之间的羧甲基淀粉40～60%，取代度在0.7～0.8之间的羧甲基纤维素40～60%，混合均匀；
B、再用82～86%浓度的酒精配制成质量比浓度为30～35%的悬浮液，在50～55℃温度下，加入交联剂，交联剂质量为羧甲基淀粉和羧甲基纤维素混合物质量总量的0.1～0.3%，搅拌反应1～2小时，过滤、干燥、粉碎即得固体；
C、在步骤B所得固体中按质量比添加乙二胺四乙酸二钠铁0.1%，硼酸0.01%，硫酸锰0.01%，磷酸二氢钾0.01%，硝酸铵0.005%，混合均匀，即为固体修复剂Ⅰ；
D、再将步骤C所得固体修复剂Ⅰ加水配制成质量比浓度为2～4%的水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。
所述修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂。
所述步骤A中的羧甲基淀粉为玉米淀粉或木薯淀粉。
所述步骤A中的羧甲基纤维素是以玉米、小麦、水稻、芦苇秸秆中的一种或几种混合物为原料。
所述步骤B中的交联剂为环氧氯丙烷、三氯氧磷、三偏磷酸钠中的一种。
本发明的有益效果是：
1）本发明原料以淀粉及纤维素为主，为生物质原料，对环境无污染，能够生物降解。
2）本发明利用羧甲基淀粉和羧甲基纤维素，进行交联反应，得到的固沙保水修复剂原料，起抑尘作用，具有良好的吸水、保水、吸湿、保湿、放湿和粘性等特性。吸水保水性能优良，在一定压力下也不会释放水分；可根据温度释放或吸收水分，吸湿放湿过程反复进行，因而具有抑尘期效长的特点。
3）本发明在修复剂中加入了生物质保水剂及植物营养液，利用高吸水树脂对肥料元素的吸附作用，并通过与周围土壤环境的交换，起到控制营养物质释放的目的，可以大幅度提高肥料的利用效率，降低肥料流失。
4）本发明在修复剂中结合了固沙抑尘剂、保水剂及肥料，可迅速改良荒漠化土地，为植物生长创造良好的水土条件，若与植物固沙相结合，能大大提高植物的成活率，改善生态环境工程建设的质量和效率。
具体实施方式
以下提供本发明的具体实施例
实施例1
生物固沙保水修复剂，由修复剂Ⅰ和修复剂Ⅱ组成，其修复剂Ⅰ的制备方法为：
1、将取代度为0.6的羧甲基淀粉40kg，取代度为0.7的羧甲基纤维素60kg，混合均匀；
2、再用86%浓度的酒精配制成质量比浓度为30%的悬浮液，在50℃温度下，加入环氧氯丙烷0.3kg，搅拌反应1.5小时，过滤、干燥、粉碎即得固体；
3、在所得固体中添加乙二胺四乙酸二钠铁0.1kg、硼酸0.01kg、硫酸锰0.01kg、磷酸二氢钾0.01kg、硝酸铵0.005kg，混合均匀，即为固体修复剂Ⅰ；
4、将固体修复剂Ⅰ加水配制成质量比浓度为2%的水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。
上所述的修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂40 kg。
实施例2
生物固沙保水修复剂，由修复剂Ⅰ和修复剂Ⅱ组成，其修复剂Ⅰ的制备方法为：
1、将取代度为0.7的羧甲基淀粉50kg，取代度为0.8的羧甲基纤维素50kg，混合均匀；
2、再用82%浓度的酒精配制成质量比浓度为35%的悬浮液，在55℃温度下，加入三氯氧磷0.1kg，搅拌反应2小时，过滤、干燥、粉碎即得固体；
3、在所得固体中添加乙二胺四乙酸二钠铁0.1kg、硼酸0.01kg、硫酸锰0.01kg、磷酸二氢钾0.01kg、硝酸铵0.005kg，混合均匀，即为固体修复剂Ⅰ；
4、将固体修复剂Ⅰ加水配制成质量比浓度为4%的水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。
上所述的修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂40 kg。
实施例3
生物固沙保水修复剂，由修复剂Ⅰ和修复剂Ⅱ组成，其修复剂Ⅰ的制备方法为：
1、将取代度为0.7的羧甲基淀粉60kg，取代度为0.7的羧甲基纤维素40kg，混合均匀；
2、再用82%浓度的酒精配制成质量比浓度为30%的悬浮液，在55℃温度下，加入三偏磷酸钠0.3kg，搅拌反应1小时，过滤、干燥、粉碎即得固体；
3、在所得固体中添加乙二胺四乙酸二钠铁0.1kg、硼酸0.01kg、硫酸锰0.01kg、磷酸二氢钾0.01kg、硝酸铵0.005kg，混合均匀，即为固体修复剂Ⅰ；
4、将固体修复剂Ⅰ加水配制成质量比浓度为3%的水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。
上所述的修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂40 kg。
实施例4
生物固沙保水修复剂，由修复剂Ⅰ和修复剂Ⅱ组成，其修复剂Ⅰ的制备方法为：
1、将取代度为0.6的羧甲基淀粉40kg，取代度为0.8的羧甲基纤维素60kg，混合均匀；
2、再用86%浓度的酒精配制成质量比浓度为35%的悬浮液，在50℃温度下，加入环氧氯丙烷0.2kg，搅拌反应1.5小时，过滤、干燥、粉碎即得固体；
3、在所得固体中添加乙二胺四乙酸二钠铁0.1kg、硼酸0.01kg、硫酸锰0.01kg、磷酸二氢钾0.01kg、硝酸铵0.005kg，混合均匀，即为固体修复剂Ⅰ；
4、将固体修复剂Ⅰ加水配制成质量比浓度为3%的水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。
上所述的修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂40 kg。
所述实施例1—4中步骤1中的羧甲基淀粉均为玉米淀粉或木薯淀粉。步骤1中的羧甲基纤维素均以玉米、小麦、水稻、芦苇秸秆中的一种或几种混合物为原料。
本发明生物固沙保水修复剂产品的使用方法为：以每亩20～40kg的量取修复剂Ⅱ，与沙地上层10～20cm的深沙子均匀混合，混合后在沙地表面喷水，使混合层湿润。完成后在沙地表面喷洒液体修复剂Ⅰ至完全覆盖沙地表面即可。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式；凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种生物固沙保水修复剂的制备方法，包括修复剂Ⅰ和修复剂Ⅱ，其特征在于：其修复剂Ⅰ的制备方法步骤如下：
A、按质量百分比选取取代度在0.6～0.7之间的羧甲基淀粉40～60%，取代度在0.7～0.8之间的羧甲基纤维素40～60%，混合均匀；
B、再用82～86%浓度的酒精配制成质量比浓度为30～35%的悬浮液，在50～55℃温度下，加入交联剂，交联剂质量为羧甲基淀粉和羧甲基纤维素混合物质量总量的0.1～0.3%，搅拌反应1～2小时，过滤、干燥、粉碎即得固体；
C、在步骤B所得固体中按质量比添加乙二胺四乙酸二钠铁0.1%，硼酸0.01%，硫酸锰0.01%，磷酸二氢钾0.01%，硝酸铵0.005%，混合均匀，即为固体修复剂Ⅰ；
D、再将步骤C所得固体修复剂Ⅰ加水配制成质量比浓度为2～4%的水溶液，即得液体修复剂Ⅰ。
2.根据权利要求1所述的生物固沙保水修复剂的制备方法，其特征在于，所述修复剂Ⅱ为以农作物秸秆为原料制备的保水剂。
3.根据权利要求1所述的生物固沙保水修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A中的羧甲基淀粉为玉米淀粉或木薯淀粉。
4.根据权利要求1所述的生物固沙保水修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A中的羧甲基纤维素是以玉米、小麦、水稻、芦苇秸秆中的一种或几种混合物为原料。
5.根据权利要求1所述的生物固沙保水修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤B中的交联剂为环氧氯丙烷、三氯氧磷、三偏磷酸钠中的一种。
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