[发明专利]一种生态环境固沙材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种生态环境固沙材料及其制备方法，属于沙漠化环境治理技术领域。

背景技术

土地的沙漠化引起了一系列严重的生态环境与社会问题，对人类生存构成了巨大的威胁。沙漠化治理的关键是防沙固沙，在众多沙漠化治理技术和防治模式中，比较成熟的固沙方式是工程固沙和生物固沙。但是由于这些防治技术均存在成本高、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，化学固沙技术和化学固沙材料因其高效、廉价、快速、方便而日益受到关注。

化学固沙是指利用化学材料与工艺，在易于发生沙害的沙丘或沙质土地表面形成固沙、保水的固结层，从而达到控制沙害、提高沙地生产力的目的。传统的化学固沙材料可分为：水泥浆类、水玻璃类、石油产品类和高分子聚合物高吸水树脂类。而后续开发的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。新型化学固沙材料包括：对工农林业副产品进行改性处理的生态环境固沙材料，利用微生物技术的微生物固沙材料和有机-无机合成的复合固沙材料等。

1.工农林业副产品进行改性处理的生态环境固沙材料，如木质素类固沙材料，是制浆废液经化学改性制备而成的一种新型固沙材料，喷洒在沙土表面后，与表层的沙土颗粒结合，通过静电引力、氢键、络合等化学作用，在沙土颗粒之间产生架桥作用，促进沙土颗粒的聚集，使得表面沙粒彼此紧密结合，形成具有一定强度的致密固结层，从而达到固沙的目的。目前研究的木质素固沙材料均具有很好的水溶性，适用于干旱地区，但此类材料在短时潮湿或是降雨环境下的力学特性急剧下降，影响其实际应用效果。

2.微生物类固沙材料，微生物类固沙材料是利用沙漠生物结皮人工接种固沙或是从生物结皮中分离出可固沙的细菌，然后制成液体菌剂后直接用于固沙的新型固沙材料。微生物固沙材料能够适应干旱、营养贫瘠的环境，但目前的研究缺乏实用性，尤其在人工生物结皮恢复技术的研究的实用性和可操作性方面，还需深层次探讨。

但是，虽然目前采用的固沙技术和固沙材料能够在一定程度上提高地表沙土的稳定性和保水性，达到固定流沙、改良和治理荒漠化土地的目的，但多数材料使用后滞留在地表表层的大面积固沙材料在使用后期容易对生态环境产生负面影响，因此，亟待开发一种生态环境固沙材料，在为植物生长创造良好的水土环境的同时，永久性的改善生态环境，形成自然生态圈。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统固沙材料在使用后期因滞留在地表表层，易对生态环境产生负面影响的问题，提供了一种生态环境固沙材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种生态环境固沙材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：60～80份A组分纤维，10～20份B组分纤维组成，100～120份壳聚糖粘稠液，8～10份戊二醛，10～20份干酪素，10～15份硼砂，8～10份聚乙二醇2000；

所述的生态环境固沙材料具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，依次取100～120份固含量为2～6%的木浆，10～12份溴化钠，20～30份氧化剂，调节pH至10.5～11.0，恒温搅拌反应2～4h，待反应结束，经纳米均质机均质处理，得纳米纤维浆料，并将所得纳米纤维浆料过滤、洗涤和干燥，得纳米纤维；

（2）按重量份数计，依次取10～20份纳米纤维，100～120份乙醇溶液，混合后超声分散20～40min，再于搅拌状态下向乙醇溶液中滴加纳米纤维质量1.2～1.8倍的正硅酸乙酯，待滴加结束，继续搅拌反应45～60min，再经过滤、洗涤和干燥，得改性纳米纤维，并将所得改性纳米纤维转入炭化炉，于氩气保护状态下，以0.3～0.5℃/min速率程序升温至450～500℃，保温反应4～6h，得中空纤维；

（3）按质量比为1：80～1：100将中空纤维浸渍于聚天冬氨酸乳液中，再按重量份数计，依次取10～20份浸渍后的中空纤维，20～30份尿素，80～100份甲醛溶液，3～5份乙烯-顺丁烯二酸酐，2～4份氯化铵，4～6份间苯二酚和40～60份水，混合后恒温搅拌反应3～5h，再经抽滤、干燥得A组分纤维；