[发明专利]具有节水调温固沙功能的黏土基固沙材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种黏土基固沙材料，尤其涉及一种具有节水、调温、固沙功能的黏土基固沙材料，属于治沙固沙领域。

背景技术

土地沙漠化是一个世界性的生态环境问题。据联合国环境规划署(UNEP)统计，全球已经受到和预计会受到荒漠化影响的地区占全球土地面积的35%。我国是世界上荒漠化严重的国家之一。全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，我国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4%，近4亿人口受到荒漠化的危害，每年因荒漠化危害造成的直接经济损失达1200亿元，生态，社会和经济均受到了严重的影响。

解决沙漠地区生态恢复重建问题，首要问题是解决沙粒的移动问题。在不同的地区，流沙区的治理措施不同，但主要有工程固沙、生物固沙、化学固沙3 种。对比实际效果发现，大部分工程固沙（如使用尼龙方格）和化学固沙（如使用水玻璃）是失败的，并会对沙区环境带来严重的二次污染。近年来，随着人们环保意识的提高，采用植物固沙为主、工程措施固沙（使用环境友好材料）为辅的固沙方法被大量推广。其次，恢复植被重建。植被的生存，离不开营养和水分，但流沙恰好提供不了这两类物质，因此，如何长久有效的为固沙植物提供营养和水分，是生态恢复建设的重要条件。另外，沙漠昼夜温差大，温度骤升骤降现象对沙区植物的存活也有重要的影响。所以，开发一种绿色环保的固沙剂显得尤为重要。

目前，固沙剂的研究较为广泛，报道最多的就是化学固沙剂，例如内交联型可生物降解水性聚氨酯固沙剂，淀粉接枝丙烯酸/醋酸乙烯酯固沙剂，高分子有机固沙剂，生物质废弃物与化学试剂结合制备的固沙剂，无机盐类固沙剂等。化学固沙剂的主要优点是制备方便，耐候性好，但其缺点也是致命的，大部分化学固沙剂在流沙表面喷洒后，造成沙生植物大面积死亡，雨水的通过性也不好，更重要的是一旦沙面被破坏后，留在沙漠中的化学固沙剂会对环境造成二次污染，很难降解清理。

在众多的固沙剂中，淀粉基固沙剂、生物质废弃物基固沙剂及黏土基固沙剂是完全环保可降解的，也可以给沙生植物提供生长的营养，但淀粉基固沙剂要用到大量的淀粉，会造成成本的提高，也对粮食的供应造成了潜在的危险。生物质废弃物及黏土基固沙剂从根本上可以解决这两个问题，是近年来固沙剂领域的研究热点。

中国专利（CN 102229804 A）中提到了一种黏土基固沙材料，该黏土基复合固沙材料以黏土、水玻璃、路易斯酸、有机高分子等为原料，按一定的比例混合，加水配制成一定浓度的溶液后，喷洒到沙的表面，在露天环境让其自然干燥，形成固结皮；或先将黏土和沙子按一定的比例混合均匀，堆放成格子，再在其表面喷洒由水玻璃，路易斯酸、有机高分子和水配成的溶液，在露天环境让其自然干燥，形成固结皮，制备成防沙固沙薪土格。该发明的缺点是原料中大量使用了水玻璃及有机高分子材料，这样的固沙剂对环境仍然会造成二次危害。中国专利（CN 103289017 A）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，虽然该发明提到了保水保温的效果，但是大量使用聚丙烯酰胺提高了材料的成本，降低了材料的降解能力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种具有节水调温固沙功能的黏土基固沙材料。

一、黏土基固沙材料

本发明具有节水调温固沙功能的黏土基固沙材料，是以黏土、生物质废弃物、动物骨头、动物粪便、珍珠岩、氢氧化钾、磷酸、乳酸、天然乳化剂、纤维素为原料制备而成。其具体原料配比和制备工艺如下：

原料配比：以重量份计

黏土60~85份，生物质废弃物15~8份，动物骨头5~2份，动物粪便5~1份，珍珠岩2~1份，乳酸3~1份，氢氧化钾3~0.3份，磷酸1~0.1，天然乳化剂1~0.6份，纤维素5~1份。

制备工艺：

（1）将生物质废弃物、动物粪便干燥，粉碎，过400目筛后混合，并用水配置成质量分数为55~80%的悬浮液；加入氢氧化钾后，在55~100℃下活化5~15h，再加入磷酸中和，得到活化的生物质废弃物和动物粪便悬浮液；

（2）将动物骨头粉碎、过400目筛后用水配置成质量分数为2~10%的悬浮液，并在35~100℃下活化2~5h，得到活化的动物骨头凝胶状固体；

（3）将活化的生物质废弃物和动物粪便悬浮液，活化的动物骨头凝胶状固体，黏土，珍珠岩粉末，乳酸，纤维素及天然乳化剂混合后高速搅拌（搅拌速度是800~1500r/min，时间是1~3h），然后加水配置成质量分数为10~30%的乳液，即得本发明的固沙材料。