CN108148208B - 一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用 - Google Patents

一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于生物废弃物高值转化与利用领域，具体的说是一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用。将含半纤维素的废水作为溶剂，与水凝胶单体及交联剂混合，聚合获得的交联聚合物为水凝胶。本发明保水剂可直接采用含半纤维素的废水作为溶剂，省却了高昂的半纤维素分离纯化的能耗及化学试剂成本；其中富含的低聚糖等以及在制备过程中加入的磷钾等元素，可以作为作物和土壤微生物的补充营养，能够促进土壤生态改良剂中的保水性能以及微生物的定植。副产物中其他成分得以利用，整个利用过程没有任何废水排放，为制浆及黏胶纤维工业的半纤维素处理，提供了一条经济、环保的途径。

Description

一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用
技术领域
本发明属于生物废弃物高值转化与利用领域，具体的说是一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用。
背景技术
在目前资源、环境的压力下，采用生物可再生原料进行材料、能源的转化研究受到了越来越多的重视。半纤维素作为在植物资源中含量仅次于纤维素的成分，是世界上最丰富的可再生资源之一。但由于半纤维素的成分、结构的复杂性与多样性，还未能得到充分的应用。尤其是制浆以及粘胶纤维工业中产生的大量半纤维素副产物，其处理和应用一直是相关工业界关注的热点。这些含半纤维素的副产品大多燃值低、含水量大，使得其难以像其他组分副产物如木质素那样可以进行燃烧处理。并且其中的主要半纤维素组分提取纯化困难，也提高了其高值化产品的制备成本。
伴随着我国农业的发展，化肥的大量使用使土壤、水体、大气质量的衰退现象越来越严重，减少化肥的使用量迫在眉睫。并且随着人民生活水平的不断提高，尤其是人们对生活质量提高的要求，对绿色无公害的食品需求不断提升，生产绿色食品的过程中要求不用或尽量少用或限量使用化肥或农药等化学物质的施用，有机肥和微生物菌剂的需求越来越大。但目前市场上的有机肥及生物菌剂都存在保水性和保肥性较差的缺点，保水剂的添加不仅可以减小土壤和基质中水的蒸发和重力流失，还能够吸附离子以缓释肥力，为土壤微生物提供优势生长环境以促进其定植。丙烯酸及丙烯酰胺类的水凝胶产品是目前最为经济的保水剂材料。但其超强的难降解性及较差的耐盐性使其不适合与降解迅速的有机肥料或生物肥料配合使用。目前常用的多为淀粉基成分接枝的复合水凝胶。
同作为糖的聚合物，半纤维素分子链具有与淀粉相似的结构，已有许多工作已证明可以半纤维素为原料制备高吸水材料(Gabrielii,Journal of Applied PolymerScience,1998；X.W.Peng,Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011)，但绝大多数半纤维素原料仅限于分离纯化出的半纤维素产品，制备过程也相对复杂，在经济上与传统凝胶相比不具有明显优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土壤改良用水凝胶及其制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明提供的方案为：
一种土壤改良用水凝胶，将含半纤维素的废水作为溶剂，与水凝胶单体及交联剂混合，聚合获得的交联聚合物为水凝胶。
进一步的说，以1重量份含半纤维素的废水作为溶剂，与0.05-0.5重量份的聚合单体或聚合物，0.001-0.01份的交联剂在70-90℃获得混合液,反应1-2小时，得到水凝胶产物；
或,混合液中再加入0.001-0.002重量份引发剂与0.001-0.002重量份催化剂；反应1-2小时，得到水凝胶产物。
当聚合单体或聚合物为聚丙烯酸、丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺时，需要引发剂和催化剂。
所述聚合单体或聚合物为聚丙烯酸、丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚谷氨酸或聚天冬氨酸；交联剂为二元胺类化合物，环氧树脂类化合物或卤代烷类化合物；引发剂为过硫酸盐；催化剂为四甲基乙二胺。
所述含半纤维素的废水为制浆工业中的半纤维素废水或黏胶纤维工业中的半纤维素废水；其中，废水中半纤维素的浓度在2-10％(w/v)之间，废液中半纤维素占废液中固含量的40-60％。废水中其他杂质主要为盐，碱(氢氧化钠或碳酸钠)，木质素、低聚糖和少量单糖(木糖、葡萄糖和阿拉伯糖)。
所述制浆工业中的半纤维素废水为制浆工业中高温水热预水解液或酸性的制浆厂浓缩预水解液，所述预水解液经水稀释2-4倍，至废液中半纤维素的浓度调节在2-3％，而后与聚合单体或聚合物混聚进行反应；
所述黏胶纤维工业中的半纤维素废水为粘胶纤维厂浆板碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，所述黏液与酸性聚合单体或聚合物混聚前，黏液经酸调至pH值为2.0-3.0，130-180℃水解20-120min，将其降解至中性水溶状态，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5％，再进行混合交联；或，
所述黏液与丙烯酰胺或聚丙烯酰胺混聚前，先将黏液加热至80-90℃使其变为溶解状态，而后用水稀释1-3倍，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5％，再进行混合交联。
一种土壤改良用水凝胶的制备方法，以1重量份含半纤维素的废水作为溶剂，与0.05-0.5重量份的聚合单体或聚合物，0.001-0.01份的交联剂在70-90℃获得混合液,反应1-2小时，得到水凝胶产物；
或,混合液中再加入0.001-0.002重量份引发剂与0.001-0.002重量份催化剂；反应1-2小时，得到水凝胶产物。
当聚合单体或聚合物为聚丙烯酸、丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺时，需要引发剂和催化剂。
所述聚合单体或聚合物为聚丙烯酸、丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚谷氨酸或聚天冬氨酸；交联剂为二元胺类化合物，环氧树脂类化合物或卤代烷类化合物；引发剂为过硫酸盐；催化剂为四甲基乙二胺。
所述含半纤维素的废水为制浆工业中的半纤维素废水或黏胶纤维工业中的半纤维素废水；其中，废水中半纤维素的浓度在2-10％(w/v)之间，废液中半纤维素占废液中固含量的40-60％。
所述制浆工业中的半纤维素废水为制浆工业中高温水热预水解液或酸性的制浆厂浓缩预水解液，所述预水解液经水稀释2-4倍，至废液中半纤维素的浓度调节在2-3％，而后与聚合单体或聚合物混聚进行反应；
所述黏胶纤维工业中的半纤维素废水为粘胶纤维厂浆板碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，所述黏液与酸性聚合单体或聚合物混聚前，黏液经酸调至pH值为2.0-3.0，130-180℃水解20-120min，将其降解至中性水溶状态，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5％，再进行混合交联；或，
所述黏液与丙烯酰胺或聚丙烯酰胺混聚前，先将黏液加热至80-90℃使其变为溶解状态，而后用水稀释1-3倍，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5％，再进行混合交联。
粘胶纤维工业中的半纤维素废水与制浆工业中的半纤维素废水不同，仅能够溶于在高温碱液中，在常温碱液或者溶液pH下降时都会析出，所以采用丙烯酸和聚谷氨酸等酸性成分混聚时，会破坏其溶解状态。所以需要进行酸解以适当降低其分子量，使其能够溶解于反应体系中。
所述聚合单体或聚合物为丙烯酸或聚丙烯酸加入至废液中前，经碱中和；其中，碱与聚合单体或聚合物的摩尔比在5：10到7：10。
由于当提供亲水基团的成分为丙烯酸或者聚丙烯酸时，需要部分中和以提高亲水基团的解离度，提高产品的保水性能，一般采用氢氧化钾或钠进行中和，两者比较优选为氢氧化钾，引入的钾离子可以作为植物和微生物的生长养分的补充。
一种土壤改良用水凝胶的应用，所述水凝胶在作为土壤保水剂中的应用。
所述水凝胶与农用土壤菌剂混合在提高土壤定植能力中的应用。
本发明获得水凝胶不仅为微生物提供了合适的生长空间及水份，并且还提供部分生长所需营养，可在含水的初级形态下与土壤微生物菌剂的发酵液使用破碎搅拌设备混合吸附。混合后的产品可直接以高粘度液体形态保存，也可以与常规菌剂固定化载体再混合吸附，以含水固体形态保存。上述能够应用的土壤微生物菌剂，可以为自生及联合固氮微生物、根瘤菌类微生物、分解磷钾化合物细菌、促生细菌等土壤增肥或者改良微生物产品及其复合产品。
本发明针对制浆及化纤厂半纤维素废水的利用，与该领域其他技术相比，具有以下特点：
本发明通过简单的制备过程，能够将大量的半纤维素废弃物直接应用于有机农业的保水和土壤改良应用中，具有较大的应用前景。
1.可直接采用含半纤维素的废水作为溶剂，省却了高昂的半纤维素分离纯化的能耗及化学试剂成本；因为废水中含有其他能够影响交联的小分子物质，采用现有技术使用提纯纤维素制备接枝水凝胶产品的方法，难以制备出水凝胶产品。而现有其他处理方法如加乙醇、甲醇等溶剂将半纤维素沉淀出再使用，或者使用透析等方法脱除杂质的策略虽然能够有效地制备出水凝胶产品，但目前在经济成本上都不适合在农业中应用。
2.副产物中其他成分得以利用，整个利用过程没有任何废水排放，为制浆及黏胶纤维工业的半纤维素处理，提供了一条经济、环保的途径。
3.本发明水凝胶作为保水剂具有更易降解的特点，其中富含的低聚糖等以及在制备过程中加入的磷钾等元素，可以作为作物和土壤微生物的补充营养，能够促进土壤生态改良剂中的保水性能以及微生物的定植。
4.本发明出口面向绿色生态农业，具有较大的市场容量和广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的添加不同水凝胶对圆褐固氮菌菌剂活菌保存效果的影响图，其中Blank：未添加任何保水剂；Control：以水为溶剂按相同方法制备的普通聚丙烯酸水凝胶；HC：按照实施例1方法制备的半纤维素基水凝胶。
图2为本发明实施例提供的采用保水剂以不同添加比例加入至腐熟羊粪，腐熟羊粪水含量变化图。
具体实例方式
以下，将详细地描述本发明。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本发明的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本发明的范围，从而应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。
本发明方法直接采用工业中的半纤维素废液为溶剂，加入聚合单体，交联剂混合后直接聚合成交联聚合物。本发明保水剂，与常规丙烯酸或丙烯酰胺类保水剂相比，具有更易降解的特点，其中富含的低聚糖等以及在制备过程中加入的磷钾等元素，可以作为作物和土壤微生物的补充营养，能够促进土壤生态改良剂中的保水性能以及微生物的定植。
实施例1
以0.5重量份的制浆厂浓缩预水解液作为溶剂，溶剂中可溶半纤维素含量为4％，向溶剂中加0.5重量份的水稀释一倍后，加入0.05重量份的丙烯酸，采用KOH将丙烯酸中和率调制70％，加入0.001份的N，N二甲基双丙烯酰胺后在反应器中混合，加热至70℃。同时加入0.001重量份过硫酸铵与0.001重量份二甲基乙二胺后，密封反应2小时，得到深红色水凝胶产物，每克产物可吸附30克去离子水或21克自来水。
将水凝胶产物与圆褐固氮菌发酵液按1：100重量比混合，混合后使用高速搅拌设备混匀后与灭菌草炭再混合，得到含水固体菌剂产品。
将添加所得水凝胶产物制备获得含水固体菌剂直接撒入土壤作为底肥，或用于浸泡拌种，对获得菌剂中的活菌保存效果进行测定，以未添加任何保水剂的菌剂作为空白对照，以添加用水为溶剂按相同方法制备的普通聚丙烯酸水凝胶作为保水剂制备的菌剂作为对照，将菌剂开口室温存放20天和40天后，取定量菌剂使用无菌水充分浸提，将浸提液体稀释适当倍数后，涂于阿须贝(Ashby)培养基(1L水，0.2g K2HPO4，0.2g MgSO4.7H2O，0.2gNaCl,5g CaCO3,10g葡萄糖，0.2g CaSO4.2H2O,20g琼脂)平板上30摄氏度培养7天后根据菌落数计算每克固体菌剂上存活的固氮菌数量(参见图1)。如图1所示，相比未添加水凝胶的圆褐固氮菌菌剂，其保存40天后的活菌数要高出100％以上，比以水为溶剂制备的普通聚丙烯酸水凝胶提高45％以上，说明保水剂凝胶的存在给固氮菌提供了更佳的微环境，使得菌剂施入土壤后微生物的定植能力更强。
实施例2
将0.5重量份粘胶纤维厂碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，加热到80℃以上将其变为溶解状态，加水稀释一倍，半纤维素浓度调节至4％。加入0.05重量份的丙烯酰胺，0.001份的N，N二甲基双丙烯酰胺后在反应器中混合后，加入0.001重量份过硫酸铵与0.001重量份二甲基乙二胺后，密封70℃反应2小时，得到深红色呈碱性的水凝胶产物。每克产物可吸附45克去离子水或32克自来水。
将所得水凝胶产物按照上述实施例1的方式与腐熟羊粪(pH碱性)混合，用来调节酸性板结土壤，将混合后物质添加至酸性板结土壤(参见图2)。
在实验室测试时，添加量为1.5％时，即能有效降低腐熟羊粪的脱水速率(图2)。
实施例3
将0.5重量份粘胶纤维厂碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，加水稀释一倍，半纤维素浓度调节至4％，采用浓磷酸将pH值调至2.5，黏液变为乳黄色悬浊液，在密封反应器中150℃反应30min后，得到红色半纤维素溶液。以此溶液为溶剂，采用与实施例1相同的方法，制备得到水凝胶产物，每克产物可吸附40克去离子水或28克自来水。将水凝胶产品与凝结芽孢杆菌发酵液按照1：50的重量比高速搅拌混合，得到粘糊状液体菌剂产品，该产品可作为改良盐碱地土壤，水凝胶的加入为微生物的生长及代谢提供了微酸性的潮湿环境，更利于微生物产有机酸对土壤进行pH调节。
实施例4
将0.5重量份粘胶纤维厂碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，加水稀释一倍，半纤维素浓度调节至5％，采用浓磷酸将pH值调至2.5，黏液变为乳黄色悬浊液，在密封反应器中140℃反应60min后，得到红色半纤维素溶液。以此溶液为溶剂，与1重量份枯草芽孢杆菌聚谷氨酸发酵液，0.001重量份的羟基琥珀酰亚胺混合，室温下放置反应一小时得到水凝胶产品，每克产品可吸附20克去离子水或10克自来水。将水凝胶产品与黑曲霉发酵液、地衣芽孢杆菌按照1：70：30的重量比高速搅拌混合，得到粘糊状液体菌剂产品，该产品可作为秸秆还田剂，加速农田秸秆的降解，水凝胶的加入避免了秋冬季土壤水分的流失，为微生物的生长及代谢提供了潮湿的环境。并且参杂了半纤维素的聚谷氨酸(钠)水凝胶，可在7至8个月随同田中的秸秆一同降解，便于产品的再次施用。

Claims (9)

1.一种土壤改良用水凝胶，其特征在于：将含半纤维素的废水作为溶剂，与水凝胶单体及交联剂混合，聚合获得的交联聚合物为水凝胶；
所述含半纤维素的废水为制浆工业中的半纤维素废水或黏胶纤维工业中的半纤维素废水；
所述制浆工业中的半纤维素废水为制浆工业中高温水热预水解液或酸性的制浆厂浓缩预水解液，所述预水解液经水稀释2-4倍，至废液中半纤维素的浓度调节在2-3%，而后与聚合单体或聚合物混聚进行反应；
所述黏胶纤维工业中的半纤维素废水为粘胶纤维厂浆板碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，所述黏液与酸性聚合单体或聚合物混聚前，黏液经酸调至pH值为2.0-3.0，130-180℃水解20-120min，将其降解至中性水溶状态，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5%，再进行混合交联；或，
所述黏液与丙烯酰胺或聚丙烯酰胺混聚前，先将黏液加热至80-90℃使其变为溶解状态，而后用水稀释1-3倍，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5%，再进行混合交联。
2.按权利要求1所述的土壤改良用水凝胶，其特征在于：以1重量份含半纤维素的废水作为溶剂，与0.05-0.5重量份的聚合单体或聚合物，0.001-0.01份的交联剂在70-90℃获得混合液，混合液中再加入0.001-0.002重量份引发剂与0.001-0.002重量份催化剂，反应1-2小时，得到水凝胶产物。
3.按权利要求2所述的土壤改良用水凝胶，其特征在于：所述聚合单体或聚合物为聚丙烯酸、丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚谷氨酸或聚天冬氨酸；交联剂为二元胺类化合物，环氧树脂类化合物或卤代烷类化合物；引发剂为过硫酸盐；催化剂为四甲基乙二胺。
4.按权利要求1或2所述的土壤改良用水凝胶，其特征在于：所述含半纤维素的废水为制浆工业中的半纤维素废水或黏胶纤维工业中的半纤维素废水；其中，废水中半纤维素的浓度在2-10%（w/v）之间，废液中半纤维素占废液中固含量的40-60%。
5.一种权利要求1所述的土壤改良用水凝胶的制备方法，其特征在于：以1重量份含半纤维素的废水作为溶剂，与0.05-0.5重量份的聚合单体或聚合物，0.001-0.01份的交联剂在70-90℃获得混合液，混合液中再加入0.001-0.002重量份引发剂与0.001-0.002重量份催化剂，反应1-2小时，得到水凝胶产物；
所述含半纤维素的废水为制浆工业中的半纤维素废水或黏胶纤维工业中的半纤维素废水；
所述制浆工业中的半纤维素废水为制浆工业中高温水热预水解液或酸性的制浆厂浓缩预水解液，所述预水解液经水稀释2-4倍，至废液中半纤维素的浓度调节在2-3%，而后与聚合单体或聚合物混聚进行反应；
所述黏胶纤维工业中的半纤维素废水为粘胶纤维厂浆板碱榨液碱回收后的碱性半纤维素黏液，所述黏液与酸性聚合单体或聚合物混聚前，黏液经酸调至pH值为2.0-3.0，130-180℃水解20-120min，将其降解至中性水溶状态，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5%，再进行混合交联；或，
所述黏液与丙烯酰胺或聚丙烯酰胺混聚前，先将黏液加热至80-90℃使其变为溶解状态，而后用水稀释1-3倍，使废液中半纤维素的浓度调节在2-5%，再进行混合交联。
6.按权利要求5所述的土壤改良用水凝胶的制备方法，其特征在于：所述聚合单体或聚合物为聚丙烯酸、丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚谷氨酸或聚天冬氨酸；交联剂为二元胺类化合物，环氧树脂类化合物或卤代烷类化合物；引发剂为过硫酸盐；催化剂为四甲基乙二胺。
7.按权利要求5所述的土壤改良用水凝胶的制备方法，其特征在于：所述废水中半纤维素的浓度在2-10%（w/v）之间，废液中半纤维素占废液中固含量的40-60%。
8.按权利要求7所述的土壤改良用水凝胶的制备方法，其特征在于：所述聚合单体或聚合物为丙烯酸或聚丙烯酸加入至废液中后，经碱中和；其中，碱与聚合单体或聚合物的摩尔比在5：10到7：10。
9.一种权利要求1所述的土壤改良用水凝胶的应用，其特征在于：所述水凝胶在作为土壤保水剂中的应用。
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CN108715765B (zh) * 2018-06-19 2020-09-08 南京工业大学 一种利用半纤维素乳液通过微通道反应装置制备半纤维素基保水剂的方法
CN109385283B (zh) * 2018-09-28 2020-10-27 辽宁东北丰专用肥有限公司 一种聚天冬氨酸复合物及其制备方法和应用
CN110028615A (zh) * 2019-04-24 2019-07-19 大连工业大学 一种基于制浆废液的超高吸水倍率水凝胶保水剂及其制备方法
CN110975844B (zh) * 2019-12-17 2021-11-09 重庆科技学院 一种聚天冬氨酸接枝粘胶纤维吸附剂的制备方法
CN111226528B (zh) * 2020-01-14 2022-02-08 浙江工业大学 一种利用枯草芽孢杆菌延缓土壤盐结晶的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101519476A (zh) * 2009-03-30 2009-09-02 中国科学技术大学 以秸秆为原料在均相水介质中制备高吸水性树脂的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101519476A (zh) * 2009-03-30 2009-09-02 中国科学技术大学 以秸秆为原料在均相水介质中制备高吸水性树脂的方法

Non-Patent Citations (1)

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窦玉.纸浆纤维素基超强吸水材料的研究.《万方数据知识服务平台》.2010,正文第48-56页，摘要. *

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