CN114106268A - 一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114106268A CN114106268A CN202111555524.3A CN202111555524A CN114106268A CN 114106268 A CN114106268 A CN 114106268A CN 202111555524 A CN202111555524 A CN 202111555524A CN 114106268 A CN114106268 A CN 114106268A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acrylic acid
- mushroom bran
- composite material
- acid composite
- bran
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 241000233866 Fungi Species 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims abstract description 99
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 108
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 15
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OMNKZBIFPJNNIO-UHFFFAOYSA-N n-(2-methyl-4-oxopentan-2-yl)prop-2-enamide Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C OMNKZBIFPJNNIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N N-Methylolacrylamide Chemical compound OCNC(=O)C=C CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 8
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 abstract description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 38
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241001506047 Tremella Species 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 3
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- CCJAYIGMMRQRAO-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[(2-hydroxyphenyl)methylideneamino]butyliminomethyl]phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1C=NCCCCN=CC1=CC=CC=C1O CCJAYIGMMRQRAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 240000000599 Lentinula edodes Species 0.000 description 1
- 244000168667 Pholiota nameko Species 0.000 description 1
- 235000014528 Pholiota nameko Nutrition 0.000 description 1
- 235000001603 Pleurotus ostreatus Nutrition 0.000 description 1
- 240000001462 Pleurotus ostreatus Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000001559 infrared map Methods 0.000 description 1
- RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N lead(2+) Chemical compound [Pb+2] RVPVRDXYQKGNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000010563 solid-state fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F289/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds not provided for in groups C08F251/00 - C08F287/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
Abstract
本发明涉及固沙复合材料技术领域，具体涉及一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用。本发明旨在解决沙漠地区菌生产行业固体废弃物的再利用，以菌类生产后的菌糠为主要材料，通过改性增加菌糠的功能，改性后的菌糠具有保水性和一定的粘性，易被分解，且能够提供植物生长所需要的养分；继而实现改良土壤、保持水分、提高沙漠地区植物种植成活率的目的。
Description
技术领域
本发明属于固沙复合材料技术领域，具体涉及一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
沙漠治理的植树造林工程中重点是树木的成活率，目前树木的成活率为20％左右，而在沙漠地区成活率则更低。
高吸水材料可广泛用作农业或林业的保水剂、缓释材料等，目前工业上生产的高吸水剂有合成树脂和接枝树脂；前者主要是以丙烯酸为主要原料的、合成的高吸水率高分子树脂材料，成本较高且降解性能较低；后者针对淀粉、纤维素、蛋白质、果胶等，进行丙烯酸接枝，如邹新禧等采用反相乳液法，以高纯度的淀粉和纤维素为原料制备的接枝树脂，虽然吸水率超过了1000倍，但合成工艺较为复杂、条件要求苛刻且成本较高，实用性不强；另外，这些高分子固沙抑尘剂不易被生物降解和植物利用，长期使用后会阻碍植物的生长；同时，高分子有机固沙剂对植物的存在一定的毒性。
现有技术中公开了大量的食用菌菌糠再利用的专利文献，如“一种铅离子菌糠吸附剂的制备方法及应用”(申请号：2012105316603)、“一种固态发酵真姬菇菌糠生产蛋白饲料的方法及其所生产的蛋白饲料”(申请号：2012105182914)、“一种菌糠生物饲料的加工方法”(申请号：201010252599X)等；可见，食用菌菌糠目前主要集中在饲料、有机质肥料等方面的研究与应用。关于利用菌糠制备吸水材料的专利，公开了“用菌糠制备高吸水性树脂材料的方法”(申请号：201110323825.3)，其中的木屑基质以木耳菌糠、滑子蘑菌糠、平菇菌糠或香菇菌糠作为原料；还公开了“药渣栽培食用菌菌糠制备复合高吸水材料的方法及其应用”(201910509746.8)；以上的专利文献中虽然均获得的材料吸水率高(≤1548)，但是存在以下严重的技术缺陷：(1)高吸水性材料中保留的水分不能再次被植物所吸收利用，因此在沙漠的具体应用中，保存在菌糠中的水分不是越多越好，关键是能被植物所再次利用；(2)以上专利对菌糠有益植物生长的氮磷钾元素的保留性能差，大量养分在改性过程中流失；(3)改性药剂投加量大；(4)没有进行真正固沙实验，仅仅对材料本性的性质进行研究；(5)只限定以木屑为基质的菌糠，当处理沙漠银耳菌糠时，无法得到吸水材料。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用；本发明旨在解决沙漠地区菌生产行业固体废弃物的再利用，以沙漠菌类生产后的菌糠为主要材料，尤其选用沙漠银耳菌糠为原料，通过改性增加菌糠的功能，改性后的菌糠具有保水性和一定的粘性，且易分解，能够提供植物生长所需要的养分；继而实现改良土壤、保持水分、提高沙漠地区植物种植成活率的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌糠进行碱化处理，得到菌糠处理材料；
其中，所述菌糠选自沙漠菌类生产后的菌糠；优选的为沙漠银耳菌糠；
采用NaOH溶液对丙烯酸进行中和处理，至丙烯酸的中和度达到30-50％，得到处理丙烯酸；
(2)于氮气气氛下，将步骤(1)的菌糠处理材料和处理丙烯酸混合均匀，然后加入引发剂和交联剂，再升温至70℃反应1-3h后，经过滤、干燥、粉碎，得到菌糠丙烯酸复合材料；
其中，菌糠处理材料与处理丙烯酸的质量比1:0.5-0.8。
优选的，所述步骤(1)的碱化处理方法为：将菌糠粉碎并过20-30目筛后，加入水和NaOH溶液并混合，先于50℃下保温12-24h，再采用HCl调节溶液pH至6.5-7.0，然后经过滤、水洗、干燥，得到菌糠处理材料；
其中，菌糠与水的质量比为1:10-15，NaOH溶液的质量分数为3-7％，NaOH与菌糠的质量比为1:150-300。
优选的，所述步骤(1)的中和处理方法为：于搅拌条件下向丙烯酸中滴加NaOH溶液，然后加热至丙烯酸的中和度达到30-50％后，降温至室温，得到处理丙烯酸；
其中，所述NaOH溶液的质量分数为3-7％，NaOH与丙烯酸的质量比为1:3-10。
优选的，所述步骤(2)中引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢中的一种。
优选的，所述步骤(2)中交联剂选自N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺中的一种。
优选的，所述步骤(2)中引发剂、交联剂与处理丙烯酸的质量比为0.4-0.8：0.4-0.8：100。
本发明还保护了制备方法制得的菌糠丙烯酸复合材料。
本发明还保护了菌糠丙烯酸复合材料在制备菌糠固沙材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明通过改性沙漠银耳产生的固体废弃物菌糠，增加菌糠的保水性和粘性，以实现在固体废弃物处理的同时增加沙子的保水性和供肥性，提高树木的成活率。
2、与现有技术相比，本发明的优势为：(1)菌糠作为固体废弃物燃烧或者堆放都会污染周边环境，本申请实现了菌糠的废物利用；(2)菌糠中大量氨基可和水形成氨键，具有高的吸水保水性，并且成本低廉；(3)菌糠有低的碳氮比，防止有机肥使用过程中的夺氮现象，有利于植物生长；(4)菌糠经过改性后被制成了菌糠固沙材料，且菌糠中有植物生长所需要的氮磷钾等养分，被赋予了可被生物降解(植物生长根系周边的微生物及根系分泌物能够实现对菌糠固沙材料的降解)和提供肥料养分的性能；(5)沙漠地区由于蒸发作用强烈，地下水分不断蒸发，在这个过程中会把地下土壤中的盐分带到地表，形成沙漠的盐碱化；盐碱化严重影响作物的成活及生长。菌糠可作为一种酸性农家肥施用在沙漠盐碱地里，在提供肥力的同时还可改良土壤的碱性，因此本发明制得的菌糠丙烯酸复合材料作为酸性有机肥料在沙漠固沙中的作用显得尤为突出。
3、本发明先采用NaOH溶液对菌糠进行碱化处理，以改变菌糠表面的特性，降低菌糠中木质素的含量；同时对丙烯酸的中和度进行调控，以实现不同亲水基团(如-COOH，-COONH2，和-COO-)的比例调节，从而调控菌糠丙烯酸复合材料的吸液性能，因此丙烯酸的中和度对菌糠丙烯酸复合材料的吸水性能有较大的影响；然后将菌糠处理材料、处理丙烯酸、引发剂和交联剂共同进行反应，引发剂诱导丙烯酸与菌糠结合，交联剂作为菌糠与丙烯酸的交联体，引发剂和交联剂共同实现菌糠与丙烯酸的诱发交联聚合作用，然后制成菌糠丙烯酸复合材料。
本发明以菌糠为原料，菌糠为菌体废弃物，能够与丙烯酸形成具有保水保肥固沙等作用的材料，固沙材料中的菌糠本身具有空隙，且碱化后的菌糠表面粗糙性加大，能够有效地粘合粉粒，有效地改善沙漠砂砾、粘粒、粉粒的组成；且丙烯酸具有亲水性基团，丙烯酸和菌糠共同增加沙子的保水性。
4、与现有技术已经公开的保水材料相比，本申请的菌糠丙烯酸复合材料保水性能相对较差，但是对菌糠的破坏性小，保留了菌糠本身具有的优点，增加其自然与沙子的结合性，同时提高固沙材料经由植物生长根系周边的微生物及根系分泌物进行降解，经复合材料改造得到的人造类土壤具有良好的固沙、保水性能，且为沙漠植物提供养分，可直接用于生长植被，收效快。
5、本发明基于现有技术的技术缺陷进行考量，目的在于采用菌糠丙烯酸复合材料实现对沙漠土壤的治理，通过添加菌糠丙烯酸复合材料及其比例对沙漠土壤进行治理；与现有技术相比，本发明制得的菌糠丙烯酸复合材料突破了现有技术，不仅具有常规的保水和固沙性能，而且具有供肥的功能，实现了低成本的沙漠土壤化改造。
附图说明
图1为本发明实施例1-3的菌糠丙烯酸复合材料的制备流程示意图；
图2为本发明实施例1的菌糠丙烯酸复合材料使用前后沙子粒径分布图；其中，A图为使用前沙子粒径分布图，B图为使用后沙子粒径分布图；
图3为经本发明实施例1的菌糠丙烯酸复合材料处理前后的保水性能对照图；
图4为经本发明实施例1的菌糠丙烯酸复合材料处理前后的红外对照图；
图5为本发明实施例1的菌糠丙烯酸复合材料固沙后的扫描电镜图；
图6为本发明实施例1的菌糠丙烯酸复合材料固沙后EDS图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实验方法和检测方法，如没有特殊说明，均为常规方法；下述试剂和原料，如没有特殊说明，均为市售。
实施例1
一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌糠进行碱化处理，将菌糠粉碎并过20目筛后，加入水和NaOH溶液并混合，先于50℃下保温12h，再采用HCl调节溶液pH至7.0，然后经过滤、水洗、干燥，得到菌糠处理材料；
其中，所述菌糠选自沙漠菌类生产后的菌糠；菌糠与水的固液比为1:10，NaOH溶液的质量分数为3％，NaOH与菌糠的质量比为1:300；
采用NaOH溶液对丙烯酸进行中和处理，于搅拌条件下向丙烯酸中滴加NaOH溶液，然后加热至丙烯酸的中和度达到30％后，降温至室温，得到处理丙烯酸；
其中，所述NaOH溶液的质量分数为7％，NaOH与丙烯酸的质量比为1:3；
(2)于氮气气氛下，将步骤(1)的菌糠处理材料和处理丙烯酸混合均匀，然后加入引发剂过硫酸铵和交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，再升温至70℃反应3h后，经过滤、干燥、粉碎，得到菌糠丙烯酸复合材料；
其中，菌糠处理材料与处理丙烯酸的质量比1:0.5，引发剂、交联剂与处理丙烯酸的质量比分别为0.8：0.4：100。
实施例2
一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌糠进行碱化处理，将菌糠粉碎并过25目筛后，加入水和NaOH溶液并混合，先于50℃下保温18h，再采用HCl调节溶液pH至6.8，然后经过滤、水洗、干燥，得到菌糠处理材料；
其中，所述菌糠选自沙漠菌类生产后的菌糠；菌糠与水的固液比为1:13，NaOH溶液的质量分数为3％，NaOH与菌糠的质量比为1:200；
采用NaOH溶液对丙烯酸进行中和处理，于搅拌条件下向丙烯酸中滴加NaOH溶液，然后加热至丙烯酸的中和度达到40％后，降温至室温，得到处理丙烯酸；
其中，所述NaOH溶液的质量分数为5％，NaOH与丙烯酸的质量比为1:5；
(2)于氮气气氛下，将步骤(1)的菌糠处理材料和处理丙烯酸混合均匀，然后加入引发剂过硫酸钾和交联剂N-羟甲基丙烯酰胺，再升温至70℃反应2h后，经过滤、干燥、粉碎，得到菌糠丙烯酸复合材料；
其中，菌糠处理材料与处理丙烯酸的质量比1:0.6，引发剂、交联剂与处理丙烯酸的质量比分别为0.6：0.6：100。
实施例3
一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将菌糠进行碱化处理，将菌糠粉碎并过30目筛后，加入水和NaOH溶液并混合，先于50℃下保温24h，再采用HCl调节溶液pH至6.5，然后经过滤、水洗、干燥，得到菌糠处理材料；
其中，所述菌糠选自沙漠菌类生产后的菌糠；菌糠与水的固液比为1:15，NaOH溶液的质量分数为7％，NaOH与菌糠的质量比为1:150；
采用NaOH溶液对丙烯酸进行中和处理，于搅拌条件下向丙烯酸中滴加NaOH溶液，然后加热至丙烯酸的中和度达到50％后，降温至室温，得到处理丙烯酸；
其中，所述NaOH溶液的质量分数为3％，NaOH与丙烯酸的质量比为1:10；
(2)于氮气气氛下，将步骤(1)的菌糠处理材料和处理丙烯酸混合均匀，然后加入引发剂过氧化氢和交联剂双丙酮丙烯酰胺，再升温至70℃反应1h后，经过滤、干燥、粉碎，得到菌糠丙烯酸复合材料；
其中，菌糠处理材料与处理丙烯酸的质量比1:0.8，引发剂、交联剂与处理丙烯酸的质量比分别为0.4：0.8：100。
对比例1
自来水。
实验方法：
称取100g内蒙古阿拉善地区的沙子，加入5g实施例1制得的菌糠丙烯酸复合材料，进行混匀，加入22g自来水，放置到实验容器中，定期观察含水量；经过7天或更长处理周期后，将反应后的沙子进行湿筛实验，进行沙子粒径组成分析。
对比例1是不添加菌糠丙烯酸复合材料，只加入22g水的处理；处理7天或者更长试验周期，研究沙子的特性、粒径分布、养分、保水性等。
图2结果表明，在团聚性能方面：采用菌糠丙烯酸复合材料处理沙子后，有效减弱了沙子的流动性，部分沙子与菌糠材料结合到一起形成沙子的团聚，且提高了沙子的结皮，其中粒径在0.5-2.0cm的结皮最高增加了17.32％，通过分析处理前后沙子粒径组成差异，确定5％的菌糠固沙材料对沙子的固定效果。
图3结果表明，在保水性能方面：经过7天的保水实验，发现采用菌糠丙烯酸复合材料处理后的沙子保水性能提升明显，水分的停留时间明显增长。
图4和图5结果表明，菌糠丙烯酸复合材料与沙子紧密结合到一起；红外图主要显示了采用菌糠丙烯酸复合材料处理沙子后的官能团，可以看出主要是菌糠的官能团。
如图6所示，图6结果表明菌糠丙烯酸复合材料主要由以下元素组成：碳、氮、氧、钠、硅、磷、钾、钙；在植物生长方面：菌糠含有大量有机质及氮磷钾等营养元素，在促进植物生长方面也具有重要作用，能够提高植树造林中树木的成活率及生长周期；
在稳定性方面：沙子被固定在菌糠复合材料之中，真正起到固沙作用，经过菌糠丙烯酸复合材料处理后的沙子团聚性能增加，且不容易分散，微观角度说明菌糠材料和沙子粘合到了一起。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将菌糠进行碱化处理，得到菌糠处理材料；
其中，所述菌糠选自沙漠菌类生产后的菌糠；
采用NaOH溶液对丙烯酸进行中和处理，至丙烯酸的中和度达到30-50％，得到处理丙烯酸；
(2)于氮气气氛下，将步骤(1)的菌糠处理材料和处理丙烯酸混合均匀，然后加入引发剂和交联剂，再升温至70℃反应1-3h后，经过滤、干燥、粉碎，得到菌糠丙烯酸复合材料；
其中，菌糠处理材料与处理丙烯酸的质量比1:0.5-0.8。
2.根据权利要求1所述的一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的碱化处理方法为：将菌糠粉碎并过20-30目筛后，加入水和NaOH溶液并混合，先于50℃下保温12-24h，再采用HCl调节溶液pH至6.5-7.0，然后经过滤、水洗、干燥，得到菌糠处理材料；
其中，菌糠与水的质量比为1:10-15，NaOH溶液的质量分数为3-7％，NaOH与菌糠的质量比为1:150-300。
3.根据权利要求1所述的一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的中和处理方法为：于搅拌条件下向丙烯酸中滴加NaOH溶液，然后加热至丙烯酸的中和度达到30-50％后，降温至室温，得到处理丙烯酸；
其中，所述NaOH溶液的质量分数为3-7％，NaOH与丙烯酸的质量比为1:3-10。
4.根据权利要求1所述的一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中交联剂选自N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种菌糠丙烯酸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中引发剂、交联剂与处理丙烯酸的质量比为0.4-0.8：0.4-0.8：100。
7.一种权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的菌糠丙烯酸复合材料。
8.一种权利要求7所述的菌糠丙烯酸复合材料在制备菌糠固沙材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111555524.3A CN114106268A (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111555524.3A CN114106268A (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114106268A true CN114106268A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80365903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111555524.3A Pending CN114106268A (zh) | 2021-12-17 | 2021-12-17 | 一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114106268A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102159667A (zh) * | 2009-04-10 | 2011-08-17 | 李阜卿 | 沙子凝聚体的制造方法 |
| CN102504110A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-06-20 | 吉林农业大学 | 用菌糠制备高吸水性树脂材料的方法 |
| CN105028024A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 合肥凯士新材料贸易有限公司 | 一种废弃物再生型颗粒保水基质及其制备方法 |
| CN107409522A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-12-01 | 天津港(集团)有限公司 | 一种利用菌糠基复合高吸水性树脂改良滨海吹填土土壤结构的方法 |
| CN108315014A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-24 | 广州柏芳生物科技有限公司 | 食用菌菌丝体材料在土壤、沙漠化及石漠化地的保水和肥料缓释中的应用 |
| CN109251278A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-22 | 陕西科技大学 | 一种菌糠基高吸水性树脂的制备方法 |
| CN109971484A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-07-05 | 江苏新亿源环保科技有限公司 | 一种高分子固沙剂 |
| CN110229288A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-13 | 贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室(贵州医科大学天然产物化学重点实验室) | 药渣栽培食用菌菌糠制备复合高吸水材料的方法及其应用 |
| CN112337033A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 内蒙古科技大学 | 阿维菌渣无害化处理方法和产物及其作为沙土改良剂的应用 |
-
2021
- 2021-12-17 CN CN202111555524.3A patent/CN114106268A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102159667A (zh) * | 2009-04-10 | 2011-08-17 | 李阜卿 | 沙子凝聚体的制造方法 |
| CN102504110A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-06-20 | 吉林农业大学 | 用菌糠制备高吸水性树脂材料的方法 |
| CN105028024A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 合肥凯士新材料贸易有限公司 | 一种废弃物再生型颗粒保水基质及其制备方法 |
| CN107409522A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-12-01 | 天津港(集团)有限公司 | 一种利用菌糠基复合高吸水性树脂改良滨海吹填土土壤结构的方法 |
| CN108315014A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-24 | 广州柏芳生物科技有限公司 | 食用菌菌丝体材料在土壤、沙漠化及石漠化地的保水和肥料缓释中的应用 |
| CN109251278A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-22 | 陕西科技大学 | 一种菌糠基高吸水性树脂的制备方法 |
| CN109971484A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-07-05 | 江苏新亿源环保科技有限公司 | 一种高分子固沙剂 |
| CN110229288A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-13 | 贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室(贵州医科大学天然产物化学重点实验室) | 药渣栽培食用菌菌糠制备复合高吸水材料的方法及其应用 |
| CN112337033A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 内蒙古科技大学 | 阿维菌渣无害化处理方法和产物及其作为沙土改良剂的应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 程志强: "木耳菌糠基农用复合保水剂制备与吸水保水性能研究", 灌溉排水学报, vol. 25, no. 1, pages 166 - 153 * |
| 程志强: "菌糠基复合高吸水树脂的制备及性能研究", 中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑, no. 4, pages 016 - 5 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108611100B (zh) | 一种酸性土壤调理剂及其制备方法和应用 | |
| CN110066662B (zh) | 一种功能型土壤调理剂及其制备方法 | |
| CN106187578A (zh) | 一种盐碱地复合改良调理剂及其制备方法 | |
| CN106187581A (zh) | 一种盐碱地用改良肥料及其制备方法 | |
| CN106831260B (zh) | 酿酒葡萄园土壤调理剂及其制备方法 | |
| CN109526681B (zh) | 一种盐碱地球根花卉种植专用营养型土壤改良基质 | |
| US8425648B2 (en) | Slow calcium release fertilizer | |
| Feng et al. | Vermiculite and humic acid improve the quality of green waste compost as a growth medium for Centaurea cyanus L. | |
| Abou-Baker et al. | Transformation of lignocellulosic biomass to cellulose-based hydrogel and agriglass to improve beans yield | |
| CN108083898A (zh) | 土壤调理剂、制备方法及其应用 | |
| CN113861991A (zh) | 利用餐厨废弃物制得的建筑渣土改良剂、改良建筑渣土的制备方法及应用 | |
| CN111170794A (zh) | 一种盐碱地改良肥及其制备方法 | |
| CN111232949B (zh) | 一种小球藻水热炭材料的制备方法及其在水稻生产中的应用 | |
| CN1807550A (zh) | 土壤保水剂及其制备方法 | |
| Grove et al. | Lime induced magnesium stress in corn: impact of magnesium and phosphorus availability | |
| CN114196413A (zh) | 一种适用于中度、重度盐碱化土壤的盐碱土改良剂 | |
| CN108101628A (zh) | 三红蜜柚种植用土壤改良肥料的制备工艺 | |
| CN107236095A (zh) | 骨粉与腐植酸钾基互穿网络型富磷钾保水营养肥及其制备方法 | |
| CN107867929A (zh) | 适用于盐碱地的专用生物有机肥及其制备方法 | |
| CN111592411A (zh) | 一种提高山药抗逆性的复合型肥料及其制备方法 | |
| CN111943779A (zh) | 用于盐碱地生态修复与土壤改良的专用肥料及其制备方法 | |
| CN114106268A (zh) | 一种菌糠丙烯酸复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN110452071A (zh) | 一种基于超细微粉碎技术的盐碱地改良用复合肥料的制备方法 | |
| Prakash et al. | Effect of coir pith compost in agriculture | |
| WO2019078207A1 (ja) | 植物生育促進剤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |