[發(fā)明專利]一種土壤保水劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710593881.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107619454A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郜九宏;林晨
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇長龍國際貿(mào)易有限公司
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/44;C08F8/12;C09K17/16;C09K17/32
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤保水劑的制備方法。

背景技術(shù)

合理高效利用有限的水資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必須注重的一個(gè)關(guān)鍵問題，在干旱少雨、土地貧瘠、植被稀疏的地區(qū)，缺水更是限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。土壤保水劑由于其特殊的化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)和吸水性能，在農(nóng)田抗旱保水、保苗增產(chǎn)及花木生產(chǎn)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

根據(jù)合成材料不同，保水劑可分為合成樹脂類保水劑、淀粉類保水劑和纖維素類保水劑等3種類型。其中合成樹脂類保水劑吸水、保水能力強(qiáng)，但可降解性差；淀粉類保水劑吸水后凝膠強(qiáng)度低，耐霉性差；纖維素類保水劑吸鹽性能好，且pH值易調(diào)節(jié)，可生物降解，但是其吸水率低、持水時(shí)間短，不過纖維素基保水劑仍然是環(huán)保性最佳的綠色保水劑。

隨著沼氣工程的迅猛發(fā)展，作為發(fā)酵殘留物的沼渣資源也越來越豐富。利用沼渣中的纖維素進(jìn)行接枝改性制備土壤保水劑，是實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化高效利用的一種新方法。

在廢棄物資源化利用的同時(shí)制備出吸水率高且持水時(shí)間長的新型纖維素基保水劑對土壤保水技術(shù)領(lǐng)域具有積極的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題，針對目前纖維素基保水劑存在吸水率低且持水性差的缺陷，提供了一種土壤保水劑的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種土壤保水劑的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）將玉米秸稈沼渣和氫氧化鈉溶液混合后加熱煮沸，待自然冷卻至室溫后過濾，分離得到濾渣，將濾渣、乙二胺和高碘酸鈉溶液混合后加熱升溫，攪拌反應(yīng)后再次過濾，分離得到濾餅，備用；

（2）稱取新鮮嫩生姜放入壓榨機(jī)中壓榨得到姜汁，將姜汁裝入不銹鋼托盤中，放入冰箱預(yù)冷，得到預(yù)冷姜汁；

（3）將水牛奶和備用濾餅按等質(zhì)量比混合后加熱煮沸，得到混合液，待其自然冷卻至70～80℃時(shí)再將混合液兌入上述預(yù)冷姜汁中，靜置5～8min待其凝固，得到凝膠狀混合物；

（4）將上述凝膠狀混合物研磨后得到保水劑粗品，將保水劑粗品和硅烷偶聯(lián)劑KH550溶液混合后超聲振蕩浸漬并過濾分離得到浸漬濾渣，干燥至恒重，得到預(yù)處理保水劑粗品；

（5）將上述預(yù)處理保水劑粗品和丙烯腈混合后倒入N，N-二甲基甲酰胺中，再加入過氧化苯甲酰，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下加熱升溫，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后離心處理，分離得到離心沉淀；

（6）將上述離心沉淀用無水乙醇沖洗后，將沖洗后的離心沉淀和氫氧化鈉溶液混合后加熱升溫，攪拌皂化反應(yīng)后過濾，分離得到皂化濾渣，最后將皂化濾渣干燥，所得干燥產(chǎn)物即為土壤保水劑。

步驟（1）中所述的玉米秸稈沼渣和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1：10，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，加熱煮沸處理時(shí)間為1～2h，濾渣、乙二胺和高碘酸鈉溶液的質(zhì)量比為6：1：20，高碘酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，加熱升溫的溫度為75～85℃，攪拌反應(yīng)時(shí)間為1～2h。

步驟（2）中所述的預(yù)冷溫度為4～6℃，預(yù)冷時(shí)間為20～30min。

步驟（3）中所述的混合液和預(yù)冷姜汁的質(zhì)量比為5:1。

步驟（4）中所述的保水劑粗品和硅烷偶聯(lián)劑KH550溶液的質(zhì)量比為1:10，硅烷偶聯(lián)劑KH550溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，超聲振蕩浸漬的功率為200～300W，超聲振蕩浸漬的頻率為25～35kHz，超聲振蕩浸漬時(shí)間為1～2h。

步驟（5）中所述的預(yù)處理保水劑粗品和丙烯腈的質(zhì)量比為2:25，N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量為預(yù)處理保水劑粗品和丙烯腈兩者總質(zhì)量的5～8倍，過氧化苯甲酰的加入量為保水劑粗品質(zhì)量的2%，加熱升溫的溫度為60～65℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)時(shí)間為4～6h。

步驟（6）中所述的沖洗后的離心沉淀和氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1:10，氫氧化鈉溶液的濃度為0.5mol/L，加熱升溫的溫度為75～85℃，攪拌皂化反應(yīng)時(shí)間為1～2h。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明首先將富含纖維成分的玉米秸稈沼渣和堿液混合煮沸，通過煮制去除堿溶性木質(zhì)素成分，并且在熱力作用下使纖維解纖，降低了纖維的結(jié)晶度，增加其塑性，再在乙二胺和高碘酸鈉的作用下使纖維內(nèi)部的羥基暴露出來，同時(shí)將部分羥基氧化成親水性的羧基和醛基，增加了纖維表面親水性羧基和醛基數(shù)量，達(dá)到提高纖維素基保水劑吸水率的目的；