本发明专利技术提供了一种黏土基固沙剂的制备，属于防沙治沙技术领域。本发明专利技术以黏土为主要原料，接枝共聚丙烯酰胺类、生物胶得到的固沙剂，兼具营养、保水，保温等功效，而且对荒漠藻类的生长具有明显的促进作用。通过模拟荒漠藻类形成固沙结皮的自然条件，固沙剂能够够缩短荒漠藻的生长周期，有利于在流沙表面快速形成稳定的荒漠藻类结皮，达到快速治理流沙的目的；同时，荒漠藻类的生长能促进沙漠土壤的形成，为沙生植物提供养分，是生物与生物协调共存，互相促进。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于治沙防沙领域，涉及一种黏土基固沙剂的制备，尤其涉及一种能促进荒漠藻类生长的多功能黏土基固沙剂的制备。
技术介绍
我国土地荒漠化、沙化非常严重，沙进人退局势仍在很多地区继续，给人类生存环境造成极大地破坏，防沙固沙显得非常必要、紧迫。现阶段防沙固沙的主要措施有工程固沙，化学固沙，生物固沙和综合性固沙。工程固沙是指在沙漠或沙地表面设置障碍物以阻止风沙流达到阻沙或固沙目的。化学固沙就是利用化学材料与工艺，在流动沙地上通过喷洒化学胶结物质，使其在沙地表面形成一层有一定强度的防护壳，隔开气流对沙面的直接作用，提高沙面的抗风蚀性能，对易发生沙害的沙丘或沙质地表建造能够防止风力吹扬又具有保持水分和改良沙地性质的固结层，以达到控制和改善沙害环境，提高沙地生产力的目的。生物固沙主要包括植物固沙和微生物结皮固沙。在众多的防沙固沙措施中，生物固沙仍然是最为有效、经济、环保的措施。但是，沙漠地区降雨稀少，长期降水量小于地表蒸发量。因此从某种意义上说，固沙植物生长带来的水分蒸腾反而加速了地下水位的下降。当地下水位降到一定深度时固沙植物也会死亡，只要这种情况不改变沙漠化就是必然趋势。相比之下，地衣、苔藓等微型生物具有明显的优势。其需水量极低，代谢产物（胞外多糖）通过菌丝、假根或分泌的多聚糖来捆绑、黏结土壤、沙粒等形成垫状的活性生物结皮，不仅具有固定沙面的作用，也能进行光合作用，起到固碳的效果。研究员发现，地衣和苔藓藻类等形成的结皮对沙漠土壤化至关重要，这种沙漠土壤对于沙生植物的生长具有非常重要的促进作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种能促进荒漠藻类生长的多功能黏土基固沙剂的制备方法。一、多功能黏土基固沙剂的制备本专利技术多功能黏土基固沙剂的制备，是在氮气保护下，将生物胶溶解于水中形成质量浓度1~5%的溶液；搅拌下升温至60~70℃，恒温0.5~1h，使生物胶活化，；加入引发剂过硫酸铵，搅拌10~15min后降温至40~55℃，加入丙烯酸、碱、黏土及交联剂N,N亚甲基双丙烯酰胺；继续升温至60~70℃，恒温反应2~3h；反应结束后，所得产物置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，粉碎，即得到多功能固沙剂。所述黏土为黄土或红土；所述生物胶为黄原胶或瓜尔胶；生物胶与黏土的质量比为1:1~1:6；所述丙烯酸与黏土的质量比为1:1~8:1；所述过硫酸铵的用量为丙烯酸质量的1~4%；所述碱为NaOH，碱与丙烯酸的摩尔比为1:1~1:3；所述交联剂N,N亚甲基双丙烯酰胺的用量为丙烯酸质量的0.2~0.6%。图1是黏土、生物胶、生物胶接枝聚丙烯酸和生物胶接枝聚丙烯酸/黏土的FT-IR光谱图。其中，a、b、c、d分别为黏土、生物胶、生物胶接枝聚丙烯酸、生物胶接枝聚丙烯酸/黏土的的红外光谱图。可以看出，a曲线在3616cm-1处的吸收峰为黏土表面-OH的伸缩振动峰，1631cm-1处的吸收峰为-OH的弯曲振动峰，这些吸收峰在聚合反应后基本消失，1029cm-1处的强吸收峰为黏土中=Si-O的伸缩振动峰，在聚合反应后明显减弱，但仍能在生物胶-g-聚丙烯酸/黏土的光谱图中观察到。b曲线在1017、1073和1154cm-1处的吸收峰为C-OH的伸缩振动峰，这些吸收峰在聚合反应后明显减弱，1639cm-1处的吸收峰为-OH的弯曲振动峰，在聚合反应后基本消失。c、d曲线均在1406、1452和1560cm-1处出现-COO-的对称伸缩振动峰和非对称伸缩振动峰。d曲线在469cm-1处出现的微弱吸收峰为Si-O弯曲振动峰（由于黏土的含量较低）。由此说明，黏土与瓜尔胶、丙烯酸共同参与了接枝共聚反应，形成了以GG为主要骨架的高吸水性树脂。二、黏土基固沙剂的性能1、吸水性和保水性的测试吸水性：称取0.05 g（m1）干燥的样品于500 ml的烧杯中，加入250 ml蒸馏水，放置3 h后达到溶胀平衡。将溶胀凝胶用50目网筛滤出并静置10 min滤去多余水分。然后称出溶胀样品的质量（m2），平行测定3次取平均值，按下式计算黏土基固沙剂的吸水倍率Qeq (g/g）。Qeq =(m2-m1)/m1 测试结果：该黏土基固沙剂的吸水倍率为400~630（g/g）。保水性：准确称取50 g充分溶胀的凝胶样品平铺在250 ml烧杯底部，分别在室温、45和60℃下（置于烘箱内）放置，每隔1 h称量一次溶胀样品的质量。按下式计算高吸水性树脂的保水率WR。WR = Wi / Wo 式中Wo为完全溶胀样品的质量，Wi为在一定的时间间隔内溶胀样品的质量。测试结果：该黏土基固沙剂在室温条件下经6 d，它的保水率仍有28%，在45℃时可保水15 h，在60℃时也能达到9 h，表现出了较好的保水效果。因此，本专利技术制备的黏土基固沙剂具有优异的吸水性和保水性，对荒漠藻类植物提供的水分供应。2、粘度测试方法：将充分溶胀的黏土基固沙剂用50目网筛滤出，静置15 min，转移到粗口试管中，搅拌使充分溶胀的黏土基固沙剂分散均匀，使用NDJ-8S数字式粘度计进行测量。测试结果：粘度在2~8(Pa·S)，因此，本专利技术制备的黏土基固沙剂具有较高的粘度，防沙固沙的能力较强。3、保温性能测试方法：将一定量的固沙剂配成10%（质量比）水溶液，均匀的喷洒在，沙层表面，形成1cm厚的固沙结层，测试固沙结层下不同深度的温度。测试结果见图2。从图2中可以看出固沙结层有很好的保温效果。在沙面温度为46℃时，铺设1cm厚固沙结层，6小时后，固沙结层下不同深度温度趋于稳定,变化明显小于没有铺设固沙结层的温度变化。4、营养分析采用凯氏定氮仪和原子吸收仪等对固沙剂营养成分进行分析。部分元素量含量分别为：N：0.5-1.5%，K：1.1-3.2%，Ca：2.0-5.6%，Fe：1.5-2.8%，Mg 0.3-0.7%。 三、黏土基固沙剂对荒漠藻类生长的促进铲取腾格里沙漠边缘地表厚度2~10mm的微生物层，除去杂质，粉碎，选用1mm分样筛筛取结皮碎片作为繁殖母体。取腾格里沙漠的沙为繁殖基质，以木质苗盆作繁殖容器。繁殖容器的深度在50mm以上，沙厚度低于容器10mm左右。在两个繁殖容器中盛装沙子，沙厚度低于容器10mm左右。将本专利技术制备的黏土基固沙剂和繁殖母体混合物按照1:1的质量比，并以0.1kg/m2的量均匀铺洒在其中一只繁殖容器中沙的表面，均匀喷洒水，使其表面充分湿润；而在另一容器中沙的表面，以0.1kg/m2的量均匀铺洒繁殖母体，均匀喷洒水，使其表面充分湿润。适当遮荫，温度控制在30℃左右。观察藻类生长情况：在铺洒有黏土基固沙剂的容器中，3~5天藻类出现生长迹象；10天左右，藻类生长量达到峰值（藻类数量达到最多）；15天左右，沙层表面形成2~6mm厚的藻类结皮；而在没有铺洒黏土基固沙剂的容器中，没有明显观测到察藻类生长的变化。由此可见，本专利技术制备的黏土基固沙剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
多功能黏土基固沙剂的制备方法，是在氮气保护下，将生物胶溶解于水中形成质量浓度1～5%的溶液；搅拌下升温至60～70℃，恒温0.5～1h，使生物胶活化；加入引发剂过硫酸铵，搅拌10～15min后降温至40～55℃，加入丙烯酸、碱、黏土及交联剂N,N亚甲基双丙烯酰胺；继续升温至60～70℃，恒温反应2～3h；反应结束后，所得产物置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，粉碎，即得到多功能固沙剂。
【技术特征摘要】
1.多功能黏土基固沙剂的制备方法，是在氮气保护下，将生物胶溶解于水中形成质量浓度1～5%的溶液；搅拌下升温至60～70℃，恒温0.5～1h，使生物胶活化；加入引发剂过硫酸铵，搅拌10～15min后降温至40～55℃，加入丙烯酸、碱、黏土及交联剂N,N亚甲基双丙烯酰胺；继续升温至60～70℃，恒温反应2～3h；反应结束后，所得产物置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，粉碎，即得到多功能固沙剂。
2.如权利要求1所述多功能黏土基固沙剂的制备方法，其特征在于：所述黏土为黄土或红土。
3.如权利要求1所述多功能黏土基固沙剂的制备方法，其特征在于：所述生物胶为黄原胶或瓜儿胶。
4.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：马国富，冯恩科，王辉，雷自强，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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