CN109135757A - 一种复合保水剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合保水剂的制备方法，属于复合材料技术领域。本发明将炭化动物骨粉与秸秆粉混合球磨，过筛，得混合粉末；将氧化石墨烯与水混合，超声分散，接着滴加氨水调节pH，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液混合振荡，得改性添加剂；将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水恒温搅拌混合，接着加入丙烯酸单体和引发剂搅拌反应，随后加入改性添加剂，多巴胺溶液和改性海泡石混合搅拌，接着加入N,N'‑亚甲基双丙烯酰胺搅拌反应，过滤，干燥，粉碎，过筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂搅拌溶解，得溶解液；将粉碎料与溶解液恒温搅拌反应，过滤，干燥，即得复合保水剂。本发明提供的复合保水剂具有优异的保水性能。
Description
技术领域
本发明公开了一种复合保水剂的制备方法，属于复合材料技术领域。
背景技术
作为化控节水材料的一种，土壤保水剂又称高吸水性树脂，分子间为交联聚合而成的网状结构，含有很强的亲水性基团，它可以通过水合作用迅速吸收自身质量十倍、百倍甚至千倍的水分，形成凝胶，并且可以反复吸水。保水剂能够稳定土壤结构，降低土壤容重，提高土壤毛管持水量、增加水分入渗，控制土壤水分的蒸发，降低干旱胁迫，促进植物生长发育。
根据合成材料不同，保水剂可分为合成树脂类保水剂、淀粉类保水剂和纤维素类保水剂等3种类型。其中合成树脂类保水剂吸水、保水能力强，但可降解性差；淀粉类保水剂吸水后凝胶强度低，耐霉性差；纤维素类保水剂吸水率略低，但是其吸盐性能好，且pH值易调节，可生物降解，是一种环境友好型保水材料。纤维素是由葡萄糖组成的天然高分子多糖，分子式可表示为（C6H10O5）n，其分子是由D-葡萄糖基通过β-1，4-苷键连接而成的高分子化合物，也是一种吡喃式葡萄糖。纤维素高吸水性树脂的合成原理是自由基引发聚合，在引发剂的作用下，首先在纤维素大分子骨架上产生游离基，与单体反应，形成接枝共聚物。以秸秆纤维素为原料合成的保水剂可以明显抑制水分的损失和提高土壤对水肥的调控性能。除此之外，土壤中沉淀的重金属离子随着时间的推移，被作物吸收被食用后进入人体，危害着人体健康；因此研发一种对重金属离子具有一定的吸附作用的保水剂，在土壤中可阻止有害的金属离子被作物吸收，减少土壤污染对作物的危害，也间接保护了人类的健康和安全。目前传统的保水剂还存在保水性能无法进一步提高的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统保水剂保水性能无法进一步提高的问题，提供了一种复合保水剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将炭化动物骨粉与秸秆粉混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；
（2）将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30混合，超声分散，接着滴加氨水调节pH至9.8～10.1，得预处理混合液；
（3）将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：5～1：10混合振荡，得改性添加剂；
（4）按重量份数计，依次取10～20份混合粉末，8～10份聚乙烯醇液，30～40份去离子水，30～50份丙烯酸单体，5～8份引发剂，8～10份改性添加剂，5～8份多巴胺溶液，5～8份改性海泡石，5～8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水恒温搅拌混合，接着加入丙烯酸单体和引发剂搅拌反应，随后加入改性添加剂，多巴胺溶液和改性海泡石混合搅拌，接着加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺搅拌反应，过滤，干燥，粉碎，过80目的筛，得粉碎料；
（5）将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：10～1：20搅拌溶解，得溶解液；
（6）将粉碎料与溶解液按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，即得复合保水剂。
步骤（1）所述炭化动物骨粉的制备过程为：按重量份数计，将10～20份牛骨，10～20份羊骨，10～20份猪骨混合粉碎，过20目的筛，干燥，保温炭化，即得炭化动物骨粉。
步骤（1）所述秸秆粉为小麦秸秆粉，玉米秸秆粉或水稻秸秆粉中的任意一种。
步骤（3）所述蚕丝蛋白水解液的制备过程为：将蚕茧与碳酸钠溶液按质量比1：10～1：20加热煮沸，漂洗，干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与溴化锂溶液按质量比1：20～1：30恒温浸泡，透析除杂，离心，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液。
步骤（4）所述聚乙烯醇液的制备过程为：将聚乙烯醇与水按质量比1：30～1：50混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得聚乙烯醇液。
步骤（4）所述引发剂为过硫酸钾和硫代硫酸钠按质量比1：1～1：2混合配制而成。
步骤（4）所述改性海泡石的制备过程为：将海泡石与盐酸按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，即得改性海泡石。
步骤（4）所述有机溶剂为氯仿，乙醇，乙醚或苯中的任意一种。
本发明的有益效果是：
本发明技术方案，在制备过程中，首先，将预处理混合液与丝胶蛋白水解液混合，由于氧化石墨烯片层结构边沿处含有羧基，在水中能够部分水解成羧酸根离子，使其带负电荷，带负电荷的氧化石墨烯之间产生静电排斥，使得氧化石墨烯片层间距得以拓宽，具有保水性能的蚕丝蛋白水解产物与氧化石墨烯片层结构间易形成氢键结合，使得体系中形成氧化石墨烯片-丝胶蛋白水解产物-氧化石墨烯的结构，其次，将粉碎料与十八烷基胺溶解液恒温搅拌反应，在加热条件下，十八烷基胺分子中的氨基进攻氧化石墨烯表面的环氧基，发生开环反应，使得十八烷基胺接枝到氧化石墨烯表面，进一步提升氧化石墨烯表面的疏水性能，使得体系表面部分疏水，水分从亲水通道进入体系中，使得水分保留在体系中，水分进入到体系后，由于疏水结构的存在，有效阻挡水分的流失，从而使得体系的保水性能得到进一步的提升。
具体实施方式
按重量份数计，将10～20份牛骨，10～20份羊骨，10～20份猪骨置于粉碎机中混合粉碎，过20目的筛，得混合骨粉，接着将混合骨粉置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥骨粉，将干燥骨粉置于炭化炉中，并以60～90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为450～650℃条件下，保温炭化2～3h，即得炭化动物骨粉；将蚕茧与质量浓度为5.6～6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：10～1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸20～30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为20～30%溴化锂溶液按质量比1：20～1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为50～60℃，转速为300～500r/min条件下，恒温浸泡3～5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：30～1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌20～30min，静置溶胀3～5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60～80℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～60min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与质量分数为20～30%的盐酸按质量比1：10～1：20置于4号烧杯中，并将4号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60～70℃，转速为300～500r/min条件下恒温搅拌反应20～30min后，过滤，得滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得改性海泡石；将炭化动物骨粉与秸秆粉置于混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30置于5号烧杯中，并将5号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为55～75kHz条件下，超声分散30～50min，接着用胶头滴管向5号烧杯中滴加质量分数为20～30%的氨水调节pH至9.8～10.1，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：5～1：10置于旋涡振荡器中震荡5～10min，得改性添加剂；按重量份数计，依次取10～20份混合粉末，8～10份聚乙烯醇液，30～40份去离子水，30～50份丙烯酸单体，5～8份引发剂，8～10份改性添加剂，5～8份多巴胺溶液，5～8份改性海泡石，5～8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌混合30～50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为40～60℃，转速为300～500r/min条件下，搅拌反应30～50min，随后向三口烧瓶中加入改性添加剂，质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液和改性海泡石，于温度为40～60℃，转速为300～500r/min条件下，混合搅拌20～30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为40～60℃，转速为300～500r/min条件下，搅拌反应1～2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为50～60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：10～1：20置于四口烧瓶中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌溶解40～60min，得溶解液；将粉碎料与溶解液按质量比1：10～1：20置于单口烧瓶中，于温度为80～85℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应24～48min后，得混合料液，接着将混合料液过滤，得预处理粉碎料，接着将预处理粉碎料至于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述秸秆粉为小麦秸秆粉，玉米秸秆粉或水稻秸秆粉中的任意一种。所述有机溶剂为氯仿，乙醇，乙醚或苯中的任意一种。
按重量份数计，将20份牛骨，20份羊骨，20份猪骨置于粉碎机中混合粉碎，过20目的筛，得混合骨粉，接着将混合骨粉置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥骨粉，将干燥骨粉置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，保温炭化3h，即得炭化动物骨粉；将蚕茧与质量浓度为6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为30%溴化锂溶液按质量比1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温浸泡5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与质量分数为30%的盐酸按质量比1：20置于4号烧杯中，并将4号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70℃，转速为500r/min条件下恒温搅拌反应30min后，过滤，得滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性海泡石；将炭化动物骨粉与秸秆粉置于混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于5号烧杯中，并将5号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散50min，接着用胶头滴管向5号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.1，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：10置于旋涡振荡器中震荡10min，得改性添加剂；按重量份数计，依次取20份混合粉末，10份聚乙烯醇液，40份去离子水，50份丙烯酸单体，8份引发剂，10份改性添加剂，8份多巴胺溶液，8份改性海泡石，8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应50min，随后向三口烧瓶中加入改性添加剂，质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液和改性海泡石，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，混合搅拌30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：20置于四口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解60min，得溶解液；将粉碎料与溶解液按质量比1：20置于单口烧瓶中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应48min后，得混合料液，接着将混合料液过滤，得预处理粉碎料，接着将预处理粉碎料至于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述秸秆粉为小麦秸秆粉。所述有机溶剂为氯仿。
将蚕茧与质量浓度为6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为30%溴化锂溶液按质量比1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温浸泡5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与质量分数为30%的盐酸按质量比1：20置于4号烧杯中，并将4号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70℃，转速为500r/min条件下恒温搅拌反应30min后，过滤，得滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性海泡石；将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于5号烧杯中，并将5号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散50min，接着用胶头滴管向5号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.1，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：10置于旋涡振荡器中震荡10min，得改性添加剂；按重量份数计，依次取10份聚乙烯醇液，40份去离子水，50份丙烯酸单体，8份引发剂，10份改性添加剂，8份多巴胺溶液，8份改性海泡石，8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应50min，随后向三口烧瓶中加入改性添加剂，质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液和改性海泡石，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，混合搅拌30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：20置于四口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解60min，得溶解液；将粉碎料与溶解液按质量比1：20置于单口烧瓶中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应48min后，得混合料液，接着将混合料液过滤，得预处理粉碎料，接着将预处理粉碎料至于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述有机溶剂为氯仿。
按重量份数计，将20份牛骨，20份羊骨，20份猪骨置于粉碎机中混合粉碎，过20目的筛，得混合骨粉，接着将混合骨粉置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥骨粉，将干燥骨粉置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，保温炭化3h，即得炭化动物骨粉；将蚕茧与质量浓度为6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为30%溴化锂溶液按质量比1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温浸泡5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与质量分数为30%的盐酸按质量比1：20置于4号烧杯中，并将4号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70℃，转速为500r/min条件下恒温搅拌反应30min后，过滤，得滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性海泡石；将炭化动物骨粉与秸秆粉置于混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；按重量份数计，依次取20份混合粉末，10份聚乙烯醇液，40份去离子水，50份丙烯酸单体，8份引发剂，8份多巴胺溶液，8份改性海泡石，8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应50min，随后向三口烧瓶中加入质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液和改性海泡石，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，混合搅拌30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：20置于四口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解60min，得溶解液；将粉碎料与溶解液按质量比1：20置于单口烧瓶中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应48min后，得混合料液，接着将混合料液过滤，得预处理粉碎料，接着将预处理粉碎料至于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述秸秆粉为小麦秸秆粉。所述有机溶剂为氯仿。
按重量份数计，将20份牛骨，20份羊骨，20份猪骨置于粉碎机中混合粉碎，过20目的筛，得混合骨粉，接着将混合骨粉置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥骨粉，将干燥骨粉置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，保温炭化3h，即得炭化动物骨粉；将蚕茧与质量浓度为6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为30%溴化锂溶液按质量比1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温浸泡5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与质量分数为30%的盐酸按质量比1：20置于4号烧杯中，并将4号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70℃，转速为500r/min条件下恒温搅拌反应30min后，过滤，得滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性海泡石；将炭化动物骨粉与秸秆粉置于混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于5号烧杯中，并将5号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散50min，接着用胶头滴管向5号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.1，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：10置于旋涡振荡器中震荡10min，得改性添加剂；按重量份数计，依次取20份混合粉末，10份聚乙烯醇液，40份去离子水，50份丙烯酸单体，8份引发剂，10份改性添加剂，8份改性海泡石，8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应50min，随后向三口烧瓶中加入改性添加剂和改性海泡石，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，混合搅拌30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：20置于四口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解60min，得溶解液；将粉碎料与溶解液按质量比1：20置于单口烧瓶中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应48min后，得混合料液，接着将混合料液过滤，得预处理粉碎料，接着将预处理粉碎料至于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述秸秆粉为小麦秸秆粉。所述有机溶剂为氯仿。
按重量份数计，将20份牛骨，20份羊骨，20份猪骨置于粉碎机中混合粉碎，过20目的筛，得混合骨粉，接着将混合骨粉置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥骨粉，将干燥骨粉置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，保温炭化3h，即得炭化动物骨粉；将蚕茧与质量浓度为6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为30%溴化锂溶液按质量比1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温浸泡5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得聚乙烯醇液；将炭化动物骨粉与秸秆粉置于混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于5号烧杯中，并将5号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散50min，接着用胶头滴管向5号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.1，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：10置于旋涡振荡器中震荡10min，得改性添加剂；按重量份数计，依次取20份混合粉末，10份聚乙烯醇液，40份去离子水，50份丙烯酸单体，8份引发剂，10份改性添加剂，8份多巴胺溶液，8份海泡石，8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应50min，随后向三口烧瓶中加入改性添加剂，质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液和改性海泡石，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，混合搅拌30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：20置于四口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌溶解60min，得溶解液；将粉碎料与溶解液按质量比1：20置于单口烧瓶中，于温度为85℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应48min后，得混合料液，接着将混合料液过滤，得预处理粉碎料，接着将预处理粉碎料至于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述秸秆粉为小麦秸秆粉。所述有机溶剂为氯仿。
按重量份数计，将20份牛骨，20份羊骨，20份猪骨置于粉碎机中混合粉碎，过20目的筛，得混合骨粉，接着将混合骨粉置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥骨粉，将干燥骨粉置于炭化炉中，并以90mL/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，保温炭化3h，即得炭化动物骨粉；将蚕茧与质量浓度为6.8mg/mL的碳酸钠溶液按质量比1：20置于1号烧杯中，并将1号烧杯中置于数显测速恒温磁力搅拌器中，加热煮沸30min后，取出，得预处理蚕茧，接着将预处理蚕茧漂洗，再将漂洗后的预处理蚕茧干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与质量分数为30%溴化锂溶液按质量比1：30置于2号烧杯中，并将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，恒温浸泡5h后，得浸泡液，接着将浸泡液倒入截留分子量为3500的纤维素透析袋中，利用去离子水透析去除盐类杂质后，在9000rpm离心20min以去除不溶杂质，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液；将聚乙烯醇与水按质量比1：50置于3号烧杯中，用玻璃棒搅拌30min，静置溶胀5h后，将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min，即得聚乙烯醇液；将海泡石与质量分数为30%的盐酸按质量比1：20置于4号烧杯中，并将4号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70℃，转速为500r/min条件下恒温搅拌反应30min后，过滤，得滤饼，接着将滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得改性海泡石；将炭化动物骨粉与秸秆粉置于混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；将氧化石墨烯与水按质量比1：30置于5号烧杯中，并将5号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散50min，接着用胶头滴管向5号烧杯中滴加质量分数为30%的氨水调节pH至10.1，得预处理混合液；将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：10置于旋涡振荡器中震荡10min，得改性添加剂；按重量份数计，依次取20份混合粉末，10份聚乙烯醇液，40份去离子水，50份丙烯酸单体，8份引发剂，10份改性添加剂，8份多巴胺溶液，8份改性海泡石，8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水置于三口烧瓶中，并将三口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合50min，接着向三口烧瓶中加入加入丙烯酸单体和引发剂，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应50min，随后向三口烧瓶中加入改性添加剂，质量浓度为2.6mg/mL的多巴胺溶液和改性海泡石，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，混合搅拌30min，接着向三口烧瓶加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，于温度为60℃，转速为500r/min条件下，搅拌反应2h后，得混合浆料，随后将混合浆料过滤，得滤渣，接着将滤渣置于烘箱中，于温度为60℃条件下干燥后，得干燥滤渣，接着将干燥滤渣置于球磨机中粉碎，过80目的筛，得粉碎料；将粉碎料至于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得复合保水剂。所述秸秆粉为小麦秸秆粉。所述有机溶剂为氯仿。
对比例：任丘市某化工有限公司生产的土壤保水剂。
将实例1至6所得保水剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
保水性能是指吸水材料在充分吸水饱和后，当所处环境变化（如温度）时，仍可以保持一定的水分。称取50g吸水饱和后的保水剂凝胶置于培养皿中，放入55℃的恒温箱中，2h后取出称量凝胶的质量。保水率按照下式计算：
R=（m2-m1）/（m3-m1）×100%
式中R———保水率，%；m1———培养皿的质量，g；m2———某一时段保水剂凝胶和培养皿的质量和，g；m3———吸水饱和的保水剂凝胶和培养皿的质量和，g；
具体检测结果如表1所示：
表1：性能检测表
| 检测内容 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 实例5 | 实例6 | 对比例 |
| 保水率/% | 97.2 | 85.4 | 90.3 | 87.6 | 88.5 | 86.2 | 74.6 |
由表1检测结果可知，本发明所得复合保水剂具有优异的保水性能。
Claims (8)
1.一种复合保水剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：
（1）将炭化动物骨粉与秸秆粉混合球磨，过40目的筛，得混合粉末；
（2）将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30混合，超声分散，接着滴加氨水调节pH至9.8～10.1，得预处理混合液；
（3）将预处理混合液与蚕丝蛋白水解液按质量比1：5～1：10混合振荡，得改性添加剂；
（4）按重量份数计，依次取10～20份混合粉末，8～10份聚乙烯醇液，30～40份去离子水，30～50份丙烯酸单体，5～8份引发剂，8～10份改性添加剂，5～8份多巴胺溶液，5～8份改性海泡石，5～8份N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，将混合粉末，聚乙烯醇液和去离子水恒温搅拌混合，接着加入丙烯酸单体和引发剂搅拌反应，随后加入改性添加剂，多巴胺溶液和改性海泡石混合搅拌，接着加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺搅拌反应，过滤，干燥，粉碎，过80目的筛，得粉碎料；
（5）将十八烷基胺与有机溶剂按质量比1：10～1：20搅拌溶解，得溶解液；
（6）将粉碎料与溶解液按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，即得复合保水剂。
2.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述炭化动物骨粉的制备过程为：按重量份数计，将10～20份牛骨，10～20份羊骨，10～20份猪骨混合粉碎，过20目的筛，干燥，保温炭化，即得炭化动物骨粉。
3.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述秸秆粉为小麦秸秆粉，玉米秸秆粉或水稻秸秆粉中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述蚕丝蛋白水解液的制备过程为：将蚕茧与碳酸钠溶液按质量比1：10～1：20加热煮沸，漂洗，干燥，得预处理蚕丝纤维，将预处理蚕丝纤维与溴化锂溶液按质量比1：20～1：30恒温浸泡，透析除杂，离心，取上层清液，即得蚕丝蛋白水解液。
5.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述聚乙烯醇液的制备过程为：将聚乙烯醇与水按质量比1：30～1：50混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，即得聚乙烯醇液。
6.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述引发剂为过硫酸钾和硫代硫酸钠按质量比1：1～1：2混合配制而成。
7.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述改性海泡石的制备过程为：将海泡石与盐酸按质量比1：10～1：20恒温搅拌反应，过滤，干燥，即得改性海泡石。
8.根据权利要求1所述一种复合保水剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述有机溶剂为氯仿，乙醇，乙醚或苯中的任意一种。
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