[发明专利]一种加拿大一枝黄花基固沙材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于固沙材料的制备领域，特别涉及一种加拿大一枝黄花基固沙材料的制备方法。

背景技术

沙漠化引起了一系列严重的生态与社会问题，对人类生存构成威胁。我国是沙漠化现象十分严重的国家之一，沙漠化对我国的经济发展和社会进步造成了十分严重的影响，而沙漠化治理的关键是防沙固沙。由于现有的成熟的固沙方式（工程固沙和生物固沙）与技术均存在成本高、收效低、劳动强度大、施工进度慢等问题,没有得到普遍推广和有效实施。近年来,化学固沙技术和新型化学固沙材料因其高效、廉价、快速、方便而日益受到关注。新型化学固沙材料及其技术在考虑固沙效果的同时,更为重视材料制备和使用过程中的生态环境协调性,使其具有使用性能好、资源与能源消耗少、与生态环境相容性好等优点。与传统的化学固沙材料相比,新型化学固沙材料具有更大的发展潜力和实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加拿大一枝黄花基固沙材料的制备方法，该方法简单，资源回收利用率高，污染小，环境友好；有效提取了加拿大一枝黄花中的木质纤维组分：α-纤维素、木质素和半纤维素。

本发明的一种加拿大一枝黄花基固沙材料的制备方法，包括：

（1）将加拿大一枝黄花茎秆与甲酸水溶液和盐酸水溶液混合，搅拌，在85℃-95℃下反应15min-2.5h；加拿大一枝黄花茎秆与甲酸水溶液、盐酸水溶液的配比为4g-6g：50mL-70mL：1mL-2mL，得到反应浆液;

（2）将步骤（1）得到的反应浆液抽滤，得到固体用甲酸水溶液洗涤后再抽滤，抽滤得到的固体用蒸馏水洗至中性，干燥后定量，得到粗纤维素；抽滤得到的滤液进行减压蒸馏回收甲酸水溶液和盐酸水溶液混合液；

（3）减压蒸馏之后的溶液加水溶解半纤维素的水解糖，经离心得到水不溶性木质素，干燥后定量；

（4）向步骤（2）得到的粗纤维素中加入氢氧化钠水溶液将pH调节到11，再加入过氧化氢水溶液，在80℃反应1h，得到浆料；过氧化氢溶液与加拿大一枝黄花茎秆的配比为80-120ml：4-6g；

（5）将步骤（4）得到的浆料抽滤，得到的固体用蒸馏水洗涤至中性，得到α-纤维素，烘干后称量；

（6）将步骤（5）得到的α-纤维素与稀硫酸混合，固液比1g:10ml-1g:25ml，170-270℃条件下反应20-60min，得到乙酰丙酸和反应副产物；

（7）将木质素，丙烯酰胺、反应副产物、水混合，在N₂保护下搅拌，使木质素与丙烯酰胺单体匀化，再加入N,N’-二甲基双丙烯酰胺与过硫酸钾，继续在N₂保护下在70℃下反应至爬杆现象出现，水浴，静置，将所得产物烘干至恒重，即得到固沙材料；木质素、丙烯酰胺、反应副产物、水、N,N’-二甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾的配比为0.2-0.4g：0.02.065-0.08065g：0.4-0.6g：10-20ml：0.023250-0.8325g：0.0205-0.0605g。

所述步骤（1）中的搅拌速率为400r/min。

所述步骤（1）中的甲酸水溶液的质量分数为88%；盐酸水溶液的质量分数为37%。

所述步骤（1）中的反应为85℃下分别反应15min，30min，1.5h，2h，2.5h，3h，4h，6h或在75，80，85，90，95℃下反应2.5h。

所述步骤（2）中的甲酸水溶液的质量分数为88%。

所述步骤（4）中的氢氧化钠水溶液质量分数为17.5%，过氧化氢水溶液质量分数为9%。

所述步骤（6）中的稀硫酸质量分数为2-10%。

所述步骤（7）中的搅拌温度为50℃，搅拌时间为30分钟。

所述步骤（7）中的烘干温度为50℃。

所述步骤（7）中的静置温度为70℃，时间为24小时。

有益效果

（1）本发明采用甲酸/盐酸预处理方法，有效提取了加拿大一枝黄花中的木质纤维组分：α-纤维素、木质素和半纤维素，制备固沙材料时充分利用了制备乙酰丙酸时反应的副产物，资源的利用率高、成本低，并且减少了碳排放；

（2）本发明制备的固沙材料含有N、K和S等植物必备的营养元素，有利于沙漠植物的生长，并且整个过程对环境无污染；

（3）本发明采用拿大一枝黄花这样的生物入侵植物作为原料，既可以产生经济效益，同时也是治理加拿大一枝黄花的有效手段，可以解决实际的生态环境问题。

附图说明

图1是制备固沙材料的工艺流程图；