一种新型环保保水抗蒸发复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，及其制备方 法，W及在沙漠化治理中作为保水阻水剂的应用。
【背景技术】
[0002] 全世界陆地面积为1. 62亿平方千米，其中沙漠面积已占陆地总面积的20%，还有 43 %的±地正面临着沙漠化的威胁。在我国，沙漠化地区的面积占全国陆地总面积的17 %。 沙漠化严重破坏±地资源，使可供农牧的±地面积减少，±地滋生能力退化，植物量减少， ±地载畜力下降，作物的单位面积产量降低。沙漠化已给许多国家和地区的农业、牧业和人 民生活财产造成严重损失。沙漠化地区的环境恶劣，昼夜温差大、太阳福射强，±壤严重缺 水，且保水能力差，导致植物无法正常的生存。因此，研究出一种具有保水阻水功效的产品 为沙漠或沙化的±地中的植物提供充足的水分和养料维持植物的生存，对沙漠化的治理具 有非常重要的意义。
[0003] 现有技术中虽然有保水阻水剂（丙締酷胺系列产品），但存在W下几点不足：
[0004] 1.由石油及其衍生品提炼而成，对±壤造成污染，在±壤中分解时间长。
[0005] 2.保水剂、吸水树脂等产品的反应原液为剧毒物质，具有攻击神经的毒素，虽然经 过反应后毒性降低，但对±壤微生物及植物都有抑制生长等负面作用。
[0006] 3.市面上所有的保水剂等化学保水产品，经过过年的沙漠实地试验，及众多专家 论证，在±壤的湿度高于保水剂等化学吸水物质本身时，就会反吸水分，使其本身周围的水 分迅速吸入，导致植物加速死亡。
【发明内容】
[0007] 针对上述现有技术，针对当前沙漠治理过程中的保水阻水剂的有效性较差，W及 传统的保水剂的化学成分能够对生态环境造成日益严重的污染等问题，本发明设计研发了 一种具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，为高性能保水材料。
[000引本发明是通过W下技术方案实现的：
[0009] 一种新型环保保水抗蒸发复合材料，是由W下重量份的原料组成的；蒙脱± /琼 脂糖复合材料20~40份，改性活性炭10~30份，腐植酸40~60份；其中，蒙脱± /琼脂 糖复合材料是W蒙脱±与琼脂糖为原料制成的，蒙脱±与琼脂糖的质量比为1:12。
[0010] 所述新型环保保水抗蒸发复合材料是通过W下方法制备得到的：
[0011] (1)蒙脱上的有机化改性处理；将钢基蒙脱上与水混合，揽拌使蒙脱上在水中 均匀分散，得分散液，调节分散液的抑至5,加入甲基丙締酸二甲胺基己醋和漠十二烧， 70°C (可采取水浴加热的方式加热）反应1小时；反应后，反应液冷却至室温，减压抽滤得 固体，干燥，研磨得改性蒙脱上，为白色粉末；所述钢基蒙脱上、甲基丙締酸二甲胺基己醋和 漠十二烧S者的质量比为：20 ;1:0. 7~1. 2 ;
[0012] 优选的，所述水为去离子水；
[0013] 优选的，所述钢基蒙脱±与水的质量比为1:1. 2~2. 5,最优选1:2 ;
[0014] 优选的，揽拌使蒙脱±在水中均匀分散的具体方式为；用机械揽拌器W 2(K)r/min W上的转速揽拌1~1. 5小时；
[0015] 优选的，用氨氧化钢溶液或盐酸调节pH，为常规方法；
[0016] (2)将琼脂糖和改性蒙脱±进行插层复合形成蒙脱± /琼脂糖复合材料；将琼脂 糖溶于温度在85°C W上的水中，然后加入上述制备的改性蒙脱±，保持温度在85°C W上超 声分散2小时，在超声分散过程中发生插层复合反应；反应后，将反应液蒸发干燥，将所得 固形物研磨为粉末，过200目筛，得蒙脱±/琼脂糖复合材料；
[0017] 优选的，所述水为去离子水；
[001引优选的，所述琼脂糖与水的质量比为20~50:7~10,最优选24:10 ;
[0019] (3)活性炭的改性处理；将木质纤维素浸泡在温度85°CW上、质量分数为75%~ 85%的畔〇4溶液中，静置反应4小时；取出木质纤维素，在450°C的环境下炭化5小时，得 活性炭；用水清洗活性炭（目的是去除活性炭中残留的H3PO4)，然后用二氧化碳在850°C的 环境下部分气化，得改性活性炭，为比表面积达3700m/g、总孔容达2mL/g的超级活性炭；
[0020] (4)将上述制备的蒙脱± /琼脂糖复合材料、改性活性炭、腐植酸按质量比20~ 40 ;10~30 ;40~60的比例混合，混匀，即得具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复 合材料。
[0021] 所述新型环保保水抗蒸发复合材料的制备方法，同上。
[0022] 本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，具有良好的保水阻 水功效，能有效的阻住水分的渗透，可W作为保水阻水剂进行应用，具体应用方式为；将本 发明的新型环保保水抗蒸发复合材料施加至植物根系周围，阻水保水时间在280天W上。
[0023] 本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，具有W下有益效 果：
[0024] (1)本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料能有效解决在沙 漠化治理中遇到的保水阻水方面的难题，能有效的阻住水分的渗透，将沙化±壤阻水保水 时间保持在280天W上。
[0025] (2)本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料克服了现有技术 中保水阻水制品的不足，能均匀分布在植物根系±壤周围，当该材料与水接触时能够吸收 水分形成保水阻水膜将水分锁在植物根系周围，并允许植物的根茎通过隔膜，保证植物的 生长，并且还能达到改良±壤的作用。
[0026] (3)本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，W蒙脱± /琼 脂糖复合材料、改性活性炭、腐植酸等具有强吸水功能的生物原料成分为主要组成部分，蒙 脱上具有独特的层状二维纳米结构特性，层间具有可设计的反应性超大的比面积，能与高 分子物质发生复合反应，获得性能更加优异的复合材料。改性活性炭的比表面积达3700m/ g、总孔容达2mL/g，具有极强的吸附功能，在沙漠治理的过程中能根据要求吸收水分达到保 水的效果。腐植酸是自然界普遍存在的大分子物质，在农业、工业生产等方面得到广泛的应 用，能够作为载体与其他的保水阻水成分混合，达到吸水保水的效果。
[0027] (4)本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，W蒙脱± /琼 脂糖复合材料为主要组成部分，当蒙脱± /琼脂糖复合材料与±壤中的水分相遇时能与水 分子结合形成阻水膜，由于蒙脱± /琼脂糖复合材料为纳米级，其形成的薄膜的表面的通 道也为纳米级，该通道能有效的阻住水分的渗透，将阻水时间保持在280天W上，并且由于 原料的纳米特性，该复合材料能与穿透该膜的植物根系的表面一起形成阻水薄膜，该薄膜 允许植物根系通过W保证植物的存活。
[002引 （5)本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，在±壤中可分 解，不会造成环境污染。
[0029] 本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，遇水后能形成保水 薄膜，由于该保水薄膜为有机成分遇水形成的胶状物，区别于传统的阻水隔膜，该保水薄膜 在阻断±壤中水分渗透的同时，能允许植物的根系穿过，并且在植物根系穿过的同时，该保 水薄膜能及时地与根系表面的分子一起形成新的阻水薄膜，继续进行阻水，防止±壤中的 水分渗透。因此，本发明的具有保水阻水功能的可分解材料能克服传统的保水剂不允许植 物根系通过从而导致植物死亡的缺点，在允许植物根系通过的前提下还能防止水分的渗 透，起到保水阻水的效果。
[0030] 本发明的具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料，与传统的保水剂和 阻水制品的区别主要为：
[0031] (1)与石油衍生品制成的保水剂相比，本发明的复合材料由可降解的生物材料制 成，能在±壤中进行完全的分解降解，且分解时间不长，不会造成不可降解的有机物残留， 有利于环保。
[0032] (2)本发明的复合材料没有毒性，不会对植物和±壤微生物产生任何负面作用。
[0033] (3)传统的保水阻水剂形成的隔膜不允许植物根系穿过，根系不能透出，从而严重 影响植物的生长，最终导致植物死亡。而本发明的复合材料与水形成的膜在保水阻水的同 时能够允许植物的根系穿过该膜，并与植物的根系表面一起组成新的隔膜，保持水分。防止 水分渗透。保证植物的生长。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0035] 下述实施例中所设及的物质、方法，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规物 质、方法。
[0036] 实施例1制备具有保水阻水功能的新型环保保水抗蒸发复合材料
[0037] 步骤如下；
[003引 （1)蒙脱上的有机化改性处理；将100克钢基蒙脱上与200ml去离子水混合，高速 揽拌（3000~5000rpm，下同）1. 5小时使蒙脱±在水中均匀分散，得分散液，调节分散液的 抑至5,加入5克甲基丙締酸二甲胺