CN105482825A - 一种多功能土质改良剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能土质改良剂，包括以下重量百分比的各组分：磺化甲醛丙酮缩聚物溶液75-80wt%；木质素磺酸盐8-12wt%；无机螯合剂5-10wt%；表面活性剂1-3wt%，同时本发明还公开了该土质改良剂的制备方法。有益之处在于：本发明的多功能土质改良剂能够改善土质的力学结构和性质，改善土质的含水率，使得土壤具有一定的保水性，促进植物生长和生物的代谢，螯合土质中的重金属，增加土质有机质含量，同时增加土壤的阳离子交换量，提高耐盐耐腐蚀性，增加土质肥力。此外，该土质改良稳定剂制备方法简单、材料易得，制作工成本低，环境友好，具有可生物降解、无二次污染、无腐蚀、水溶性好、不易挥发等有点。

Description

一种多功能土质改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种多功能土质改良剂及其制备方法，属于环境修复技术领域。

背景技术

随着经济与社会的不断发展，土壤退化问题日益突出，主要表现为土壤紧实与硬化、侵蚀、盐碱化、酸化、元素失衡、化学污染、有机质流失和动植物区系的退化等，严重限制了土地生产力的发展。

根据2000年世界粮农组织(FAO)世界土壤资源报告显示，全球严重土地退化面积约为3500万km²，土地沙化约占总土地面积的26％，土壤退化的后果是土壤生产力降低，作物品质下降，甚至有毒元素富集。保持土壤质量、改善酸碱土壤、解除土壤毒性、减少土传病害传播，成为人们关注的焦点，因此土壤改良产品使用和研究逐渐受到青睐。如松土剂、固沙剂、增肥剂、消毒剂、降酸碱剂、土壤改良剂、土壤调节剂、土壤调理剂、保水剂、土壤改良调节剂等统称为土壤改良剂。

但是目前研究较多的材料主要停留在沸石、粉煤灰、污泥、绿肥等天然材料改良剂一种或多种的混合配方，其存在改良效果单一有限、持续期短、储量受限等问题，有待对土质改良剂进行改进。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多功能土质改良剂及其制备方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种多功能土质改良剂，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：

优选地，前述磺化甲醛丙酮缩聚物溶液中固含量为15-20wt％。

更优选地，前述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾或木质素磺酸钙。

进一步优选地，前述无机螯合剂由2.5-3wt％铁盐、1-2wt％铝盐及2-5wt％水玻璃组成；所述铁盐为氯化铁或硫酸铁，所述铝盐为氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铝或聚合硫酸铝。

再优选地，前述表面活性剂由0.5-1.5wt％聚氧烯烃和0.5-1.5wt％有机醇胺组成；所述聚氧烯烃为聚氧乙烯、聚乙二醇、聚氧丙烯二醇、壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧丙烯甘油醚，所述有机醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺或3-丙醇胺。

此外，本发明还公开了如前所述的多功能土质改良剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备磺化甲醛丙酮缩聚物溶液：将76重量份亚硫酸钠溶于300重量份水后，加入三颈烧瓶，用质量分数为30％的NaOH调节pH至11-12，水浴加热三口烧瓶至其中反应物达50-80℃，恒温0.5-2小时；冷却三口烧瓶中的反应物至20℃后加入60-80重量份丙酮，然后升温至50-80℃保温1小时；配置163-200重量份、质量百分比为37％的甲醛溶液和3-6g过硫酸钠的混合液，升温至65-90℃，保温4小时，再加15～20g亚硫酸钠；本发明中自制的磺化甲醛丙酮缩聚物溶液能够改善土壤的土质结构，增加土壤孔隙度，减小土壤容重；

S2、将8-12wt％木质素磺酸盐、5-10wt％无机螯合剂及1-3wt％表面活性剂掺杂均匀，然后再混入步骤S1制得的磺化甲醛丙酮缩聚物溶液中，即得土质改良剂，密封保存待用。

本发明的有益之处在于：本发明的多功能土质改良剂基于物理化学反应，能够改善土质的力学结构和性质，改善土质的含水率，使得土壤具有一定的保水性，促进植物生长和生物的代谢，螯合土质中的重金属，增加土质有机质含量，同时增加土壤的阳离子交换量，提高耐盐耐腐蚀性，增加土质肥力，解决了土壤日益严重的退化问题以及天然土质外加剂的局限，以满足农业对于土壤的要求。此外，该土质改良稳定剂制备方法简单、材料易得，制作工成本低，环境友好，具有可生物降解、无二次污染、无腐蚀、水溶性好、不易挥发等有点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

实施例1

本实施例的多功能土质改良剂的制备方法如下：

合成磺化甲醛丙酮缩聚物，其中固含量为15.6wt％；

木质素磺酸钠质量比为6wt％，螯合剂组分为：将硫酸铁、聚合硫酸铝及水玻璃三种固态药剂粉末按照质量比3:2:4混合均匀；表面活性剂组分为：将壬基酚聚氧乙烯醚、二乙醇胺两种液态药品按照质量比1:0.5混合均匀；

将磺化甲醛丙酮缩聚物、木质素磺酸钠、螯合剂及表面活性剂按照83.5:6:9:1.5的质量百分比混合均匀，直至固体粉末溶解。

实施例2

本实施例的多功能土质改良剂的制备方法如下：

合成磺化甲醛丙酮缩聚物，其中固含量为15.6wt％；

木质素磺酸钾质量比为8wt％，螯合剂组分为：将硫酸铁、聚合氯化铝及水玻璃三种固态药剂粉末按照质量比2.5:2:4混合均匀；表面活性剂组分为：将聚氧乙烯、三乙醇胺两种液态药品按照质量比0.5:0.5混合均匀；

将磺化甲醛丙酮缩聚物、木质素磺酸钾、螯合剂及表面活性剂按照82.5:8:8.5:1的质量百分比混合均匀，直至固体粉末溶解。

实施例3

本实施例的多功能土质改良剂的制备方法如下：

合成磺化甲醛丙酮缩聚物，其中固含量为15.6wt％；

木质素磺酸钠质量比为12wt％，螯合剂组分为：将氯化铁、聚合氯化铝及水玻璃三种固态药剂粉末按照质量比2.5:2:4混合均匀；表面活性剂组分为：将聚乙二醇和3-丙醇胺两种液态药品按照质量比0.5:0.5混合均匀；

将磺化甲醛丙酮缩聚物、木质素磺酸钠、螯合剂及表面活性剂按照78.5:12:8.5:1的质量百分比混合均匀，直至固体粉末溶解。

实施例4

本实施例的多功能土质改良剂的制备方法如下：

合成磺化甲醛丙酮缩聚物，其中固含量为19.4wt％；

木质素磺酸钠质量比为12wt％，螯合剂组分为：将硫酸铁、氯化铝及水玻璃三种固态药剂粉末按照质量比2:2.5:4混合均匀；表面活性剂组分为：将聚氧丙烯二醇和二乙醇胺两种液态药品按照质量比1:1混合均匀；

将磺化甲醛丙酮缩聚物、木质素磺酸钠、螯合剂及表面活性剂按照82.5:12:5:2的质量百分比混合均匀，直至固体粉末溶解。

实施例5

本实施例的多功能土质改良剂的制备方法如下：

合成磺化甲醛丙酮缩聚物，其中固含量为19.4wt％；

木质素磺酸钠质量比为12wt％，螯合剂组分为：将硫酸铁、硫酸铝及水玻璃三种固态药剂粉末按照质量比3:2:4混合均匀；表面活性剂组分为：将壬基酚聚氧乙烯醚和三乙醇胺两种液态药品按照质量比1:1混合均匀；

将磺化甲醛丙酮缩聚物、木质素磺酸钠、螯合剂及表面活性剂按照77:12:9:2的质量百分比混合均匀，直至固体粉末溶解。

实施例6

本实施例的多功能土质改良剂的制备方法如下：

合成磺化甲醛丙酮缩聚物，其中固含量为19.4wt％；

木质素磺酸钙质量比为10wt％，螯合剂组分为：将氯化铁、聚合硫酸铝及水玻璃三种固态药剂粉末按照质量比2:2:3混合均匀；表面活性剂组分为：将聚氧丙烯甘油醚和3-丙醇胺两种液态药品按照质量比0.5:1混合均匀；

将磺化甲醛丙酮缩聚物、木质素磺酸钙、螯合剂及表面活性剂按照82.5:10:7:1.5的质量百分比混合均匀，直至固体粉末溶解。

性能检测

应用过程：降本发明制得的土质改良剂施用于土质上，将液态固化剂放入喷壶内，按照每千克土体质量的不同质量百分比喷晒于土壤表面，日常翻耕，浇水养护45天，45天后测试土质的理化性质并进行对比。

其中，表1为土质改良剂对于不同土样(土样1和土样2)的用量参数(质量百分比)；表2为土样1的初始理化参数；表3为土样1在进行45天后施用不同参量改良剂后的理化参数；表4为土样2的初始理化参数；表5为土样2在进行45天后施用不同参量改良剂后的理化参数。

表1不同土样的用量参数

序号	土样	土质改良剂％
			1	土样1	5
2	土样1	3
			3	土样1	1
4	土样2	5
			5	土样2	3
6	土样2	1

表2土样1的初始理化参数

表3不同序号的土样1在施用土质改良剂45天后的理化参数

表4土样2的初始理化参数

表5不同序号的土样2在施用土质改良剂45天后的理化参数

对比表2和表3、表4和表5可知，本发明的土质改良剂在土壤的pH、总孔隙度、容重、最大持水量、有机质含量、阳离子交换量以及微生物生物量碳等方面均对土壤性质都有一定的提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多功能土质改良剂，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：

2.根据权利要求1所述的一种多功能土质改良剂，其特征在于，所述磺化甲醛丙酮缩聚物溶液中固含量为15-20wt％。

3.根据权利要求1所述的一种多功能土质改良剂，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾或木质素磺酸钙。

4.根据权利要求1所述的一种多功能土质改良剂，其特征在于，所述无机螯合剂由2.5-3wt％铁盐、1-2wt％铝盐及2-5wt％水玻璃组成；所述铁盐为氯化铁或硫酸铁，所述铝盐为氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铝或聚合硫酸铝。

5.根据权利要求1所述的一种多功能土质改良剂，其特征在于，所述表面活性剂由0.5-1.5wt％聚氧烯烃和0.5-1.5wt％有机醇胺组成；所述聚氧烯烃为聚氧乙烯、聚乙二醇、聚氧丙烯二醇、壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧丙烯甘油醚，所述有机醇胺为二乙醇胺、三乙醇胺或3-丙醇胺。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种多功能土质改良剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备磺化甲醛丙酮缩聚物溶液：将76重量份亚硫酸钠溶于300重量份水后，加入三颈烧瓶，用质量分数为30％的NaOH调节pH至11-12，水浴加热三口烧瓶至其中反应物达50-80℃，恒温0.5-2小时；冷却三口烧瓶中的反应物至20℃后加入60-80重量份丙酮，然后升温至50-80℃保温1小时；配置163-200重量份、质量百分比为37％的甲醛溶液和3-6g过硫酸钠的混合液，升温至65-90℃，保温4小时，再加15～20g亚硫酸钠；

S2、将8-12wt％木质素磺酸盐、5-10wt％无机螯合剂及1-3wt％表面活性剂掺杂均匀，然后再混入步骤S1制得的磺化甲醛丙酮缩聚物溶液中，即得土质改良剂，密封保存待用。