CN112480934A - 一种环保固沙种草剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于固沙的种草剂，具体为一种环保固沙种草剂及制备方法。它含有黄腐酸\辅料，改性纤维素\改性凹凸棒土。黄腐酸0.2‑3％、辅料0.5‑8％、改性纤维素40‑60％、改性凹凸棒土40‑60％。本种草剂在对环境友好的基础上又可固沙保水、减少水分蒸发、促进草类植被生长且有抗盐碱的环保无机矿物材料。

Description

一种环保固沙种草剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于固沙的种草剂，具体为一种环保固沙种草剂及制备方法。

背景技术

当前世界荒漠化现象仍在加剧。全球现有12亿多人受到荒漠化的直接威胁，其中有1.35亿人在短期内有失去土地的危险。荒漠化已经不再是一个单纯的生态环境问题，而且演变为经济问题和社会问题，它给人类带来贫困和社会不稳定。虽然成因复杂，但和地表植被破坏，草地退化、沙化和盐碱化有着重要的关系。中国荒漠化土地中，以大风造成的风蚀荒漠化面积最大，占了160.7万平方公里。据统计，70年代以来仅土地沙化面积扩大速度，每年就有2460平方公里。

土地的沙化又给大风起沙制造了物质源泉。所以最有效的防止风沙和盐碱、荒漠化土地的措施莫过于退耕还草还林、植树造林、固沙种草。因此研制出一种既保水、减少水分蒸发、耐盐碱又能使沙化土地结皮而固沙，且能促进草类生长的绿色环保材料显得十分重要。

发明内容

本发明的目的之一是为了提供一种在对环境友好的基础上又可固沙保水、减少水分蒸发、促进草类植被生长且有抗盐碱的环保无机矿物材料固沙种草剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种环保固沙种草剂，它含有黄腐酸和辅料，它还含有改性纤维素和改性凹凸棒土。

各组分的重量配比为：黄腐酸0.2-3％、辅料0.5-8％、改性纤维素40-60％、改性凹凸棒土40-60％。

所述改性纤维素是由植物秸秆经干燥、粉碎加工至纳米级，后经表面改性制得的白色粉末。

所述改性凹凸棒土对提纯的凹凸棒土表面进行改性，使其能够更加均匀的分散于水中。

本发明的另一目的是提供一种环保固沙种草剂的制备方法，其包括：S1、在改性纤维素中加入黄腐酸和水混合均匀，形成浆液；

S2、在改性凹凸棒土中加入辅料和水混合均匀，形成浆液；

S3、将两种浆液混合制成液剂。

本发明的有益效果为：1、本发明采用改性纤维素和改性凹凸棒土作基质，由于改性纤维素的高粘性和改性凹凸棒土的易分散和成膜性，易与水混合均匀，喷洒后渗透进沙丘、沙地上层，待表层水分挥发和渗透进下层后，沙层表面结皮而固定化形成固化层，并将水分保持在表层以下，同时可减少水分蒸发。

2、本发明基质中的改性植物纤维素和改性凹凸棒土配合植物生长调节剂黄腐酸和辅料，使本发明具有良好的抗旱、耐盐碱、减少水分蒸发和促进树草生长的功能。

3、本发明基质中的凹凸棒土具有耐温性能，因而沙地表层的固化层在-40～80℃的温度范围内仍能保持良好的强度、硬度，使得固化层的固沙性能、抗风蚀性能明显提高(当风速达20m/s时，沙样无质量损失)。

4、本发明基质中的凹凸棒土因其结构性能，使得制备的固沙种草剂保水性能优异，8天后仍能保持15％的保水率，而超强吸水树脂基固沙剂种草剂8天后保水率已降到0％。同时透水性良好，能够使降水快速渗透进固化层以下，减少在沙层表面的挥发量。此外固沙性能持久，固化层经受反复多次的雨水渗透，反复浸水失效次数为8次，而超强吸水树脂基固沙种草剂反复浸水失效次数为6次。

5、本发明制备的固沙种草剂粘度性能优异，粘度随着天数的增加呈现一直递增的趋势，10天后粘度最高达到69.4mpa.s，而超强吸水树脂基固沙剂的粘度随着天数的增加呈现先增加后减少的趋势，10天后粘度降为12.5mpa.s。

6、本发明基质中的植物纤维素和凹凸棒土，具有来源广泛、成本低、无毒无污染、环境友好等特点，同时植物纤维素可生物降解，成为沙土中的有机质,增加沙土营养,有利于植被恢复。

7、本发明用于固沙种草时，可依据使用的方法和环境条件选择施工方法，一种为：先在沙层表面均匀喷洒粉状，然后喷洒一定比例的水即可；另外一种为：选择高浓度液剂，并用水先进行稀释，然后直接喷洒到沙层表面。每亩沙地使用本发明的粉末固沙剂产品8公斤，在适量水分存在下，草木樨、苜蓿、梭梭树苗、胡杨树苗等生长良好。在PH＝9～10的碱性沙丘上使用本产品不仅固沙效果好，而且能够一定程度上改良沙丘酸度，使羔羊毛草，和苜蓿生长良好。

附图说明

图1为喷洒3种样品固沙剂后表面固沙情况

图2为沙体的扫描电镜图

图3为固沙剂的保水性测试

具体实施方式

下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案：

实施例1：

依重量百分含量，取改性纤维素40％，用少量去离子水搅拌溶解，加黄腐酸1.1％搅拌均匀后放置；再取改性凹凸棒土57％用少量去离子水溶解，加速效氮和有效磷、有效钾等有利于植物生产的微量元素1.5％，稀土0.4％搅拌均匀；让后将两部分直接混合搅拌至均匀制成液体，经真空干燥后得粉末状环保固沙剂。

实施例2：

依重量百分含量，取改性纤维素50％，用少量去离子水搅拌溶解，加黄腐酸1.5％搅拌均匀后放置；再取改性凹凸棒土45.5％用少量去离子水溶解，加速效氮和有效磷、有效钾等有利于植物生产的微量元素1.8％，稀土1.2％搅拌均匀；让后将两部分直接混合搅拌至均匀制成液体，经真空干燥后得粉末状环保固沙剂。

为了验证本发明的技术效果，进行了如下测试：

1.固沙剂的应用性能

1.1表面固沙效果

图1为喷洒3种样品固沙剂后表面固沙情况。图1中，

(a)样品1，成分重量百分比为：改性纤维素∶改性凹凸棒∶黄腐酸∶辅料＝40％∶57％∶1.1％∶1.9％。

(b)样品2，成分重量百分比为：改性纤维素∶改性凹凸棒∶黄腐酸∶辅料＝50％∶45.5∶1.5％∶3％。

(c)样品3，成分重量百分比为：凹改性纤维素∶改性凹凸棒∶黄腐酸∶辅料＝57％∶40％∶1％∶2％。

从图1可以看到，沙堆表面出现明显的凝结，固结效果明显。同时可以看到固化层的厚度展示，中间竖立的为固化层，通过比较可以看出，图1(b)样品2固沙层厚度最厚，有1.2cm，表层无散沙。说明图1(b)样品2表面喷洒固沙剂的固沙效果最佳。

为进一步观测固沙剂的固化的微观状态，我们对沙体喷洒固沙剂前后进行了扫描电镜分析，如图2。图2中，(a)未喷洒固沙剂的沙洋的扫描电镜图，(b)为喷洒固沙剂后固化层的扫描电镜图。未喷洒固沙剂时，沙粒状态分散，当固沙层形成后，沙粒表面被固沙剂包裹，呈现出胶粘的状态。对比两图，我们可以看出固沙剂的固沙微观效果，固沙剂使用后，可以通过本身的胶粘性，使得分散的沙粒胶粘在一起，从而形成了稳定的固化层。

1.2.固沙剂的保水性测试

固沙剂的保水性测试如图3所示，从图中可以看出，对照样的保水率降低最快，失水速率最快，5天已经失掉了全部的水分；喷洒固沙剂的试样较未喷洒的试样保水率整体要高，失水较缓慢；喷洒样品1和样品2，8天后分别能保持10％和15％的保水率；而喷洒对照样和市场A产品，即超强吸水树脂，保水率已降到0％。通过对比发现，固沙剂的使用使得沙堆的保水性能明显提升；且样品2的保水性明显优于对照品、样品1、市场A产品。

1.3固化层的耐水性测试

固化层的耐水性能测试结果表1所示

由表1可知，样品2和市场A产品的透水性较慢，优于其它几个样品的透水性。样品1、样品2和市场A产品样品稍松软，说明水稳定性优于其它样品。样品1和样品2反复浸水失效次数均为8次，市场A产品反复浸水失效次数为6次，说明样品1和样品2性能优于市场产品A和市场产品B，市场产品B为聚乙烯醇类固沙剂。综合固化层的透水性、水稳定性、浸水干后强度、反复浸水失效次数等性能，表明样品2固化层的耐水性能最佳。

1.4固沙剂粘度测试

不同固沙剂粘度粘度随时间变化如表2，

表中可知，固沙剂样品1的粘度随着天数的增加呈现先增加后减少的趋势，10天后粘度达到42.2mpa.s，固沙剂样品2的粘度随着天数的增加呈现一直递增的趋势，10天后粘度最高达到69.4mpa.s，市场产品A的粘度随着天数的增加呈现先增加后减少的趋势，10天后粘度降为12.5mpa.s。表明，固沙剂样品2的粘度稳定性最优，明显优于其它产品固沙剂的粘度稳定性。

1.5固沙剂的抗风蚀性能测试

将沙子均匀放置于尺寸为30cm×20cm的托盘中，使沙子充满托盘，将配置好的固沙剂均匀喷洒在沙样表面，静置15min后，放在60℃的烘箱内12h烘干。烘干后将沙样放入风洞中，观察不同风速下，测定时间为10min，固结层损坏程度，计算质量损失率，以测定固沙剂可以抗风烛的能力。

固沙剂的抗风蚀性能测试如表3所示，

表3不同固含量固沙剂的风蚀率

没有喷洒固沙剂的沙样在风力吹蚀的情况下，沙样很快散开。而喷洒了固沙剂的沙样，样品1和样品2，当风速为10-20m/s时沙样没有质量损失，说明固沙剂的抗风蚀性能风蚀性能优良，能够达到实际应用对于风蚀抵抗性的要求。

结论：利用本发明提供方法制备的固沙剂固沙效果、保水性能、耐水性、粘度稳定性、抗风蚀性能等性能优异，同时具备成本低廉且对环境友好等优势，能够满足实际应用对固沙剂的要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种环保固沙种草剂，它含有黄腐酸和辅料，其特征在于：它还含有改性纤维素和改性凹凸棒土。

2.根据权利要求1所述的一种环保固沙种草剂，其特征在于：各组分的重量配比为：黄腐酸0.2-3％、辅料0.5-8％、改性纤维素40-60％、改性凹凸棒土40-60％。

3.根据权利要求1或2所述的一种环保固沙种草剂，其特征在于：所述改性纤维素是由植物秸秆经干燥、粉碎加工至纳米级，后经表面改性制得的白色粉末。

4.根据权利要求1或2所述的一种环保固沙种草剂，其特征在于：所述改性凹凸棒土对提纯的凹凸棒土表面进行改性，使其能够更加均匀的分散于水中。

5.如权利要求1所述的一种环保固沙种草剂制备方法，其特征在于，包括：

S1、在改性纤维素中加入黄腐酸和去离子水混合均匀，形成浆液；

S2、在改性凹凸棒土中加入辅料和去离子水混合均匀，形成浆液；

S3、将两种浆液混合制成液剂。

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