[发明专利]一种改性纤维素土壤保水剂的制备方法

说明书

本发明涉及土壤保水剂制备技术领域，具体涉及一种改性纤维素土壤保水剂的制备方法。本发明以竹粉为原料，通过氧化、聚合反应和交联接枝等化学改性处理得到改性纤维素土壤保水剂，首先利用化学方法脱除竹粉中的木质素成分、使纤维解纤，再借助4‑氨基‑TEMPO、次氯酸钠和溴化钠催化氧化体系，得到亲水性的羧基和醛基，继续用亚氯酸钠对未被完全氧化的醛基再进一步处理，使其转变成羧基，使得纤维表面亲水性羧基和醛基数量增加，再次提高土壤保水剂的吸水率，将氧化改性后的纤维素、明胶溶液和转谷氨酰胺酶溶液共混，并在高温条件下进行反应，得到保水剂粗品，再通过溶液聚合法，形成三维网状结构，进一步提高保水剂的吸水率，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及土壤保水剂制备技术领域，具体涉及一种改性纤维素土壤保水剂的制备方法。

背景技术

随着环境污染的日益严重以及绿色植被的逐年减少，对人类生存环境提出了严峻的考验，特别是农业生产以及城市绿化等领域，其土壤中水分易流失，造成土壤结块，土壤沙漠化等问题，因此如何在土壤中将雨水或浇灌水迅速吸收并保住，不渗失，进而保证根际范围水份充足成为重要的研究方向。

土壤保水剂就是农林保水剂，号称植物微型水库，是一种独具三维网状结构的有机高分子聚合物。它可以通过水合作用迅速吸收自身质量十倍、百倍甚至千倍的水分，形成凝胶，并且可以反复吸水。保水剂能够稳定土壤结构，降低土壤容重，提高土壤毛管持水量、增加水分入渗，控制土壤水分的蒸发，降低干旱胁迫，促进植物生长发育。在改善生态环境、防风固沙工程中起到决定成败的作用。被广泛用于土地荒漠化治理、农林作物种植、园林绿化等领域。

土壤保水剂按原料来源可分为合成树脂类、淀粉类和纤维素类。淀粉类保水剂的原料来源丰富，产品吸水倍率高，但吸水后凝胶强度低，长期保水性差，在使用中易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用；合成树脂类保水剂，以聚丙烯酸盐类、聚丙烯腈水解物、醋酸乙烯酯共聚物、改性聚乙烯醇类为主，吸水、保水能力强，但可降解性差，对环境和人体会造成危害；纤维素类保水剂吸盐性能好，且pH值易调节，可生物降解性好，但是其吸水率低、持水时间短。

目前，市面上的保水剂品质难以保证，多数保水剂保水持续时间过短，表面上能吸水但时间长了便失去了吸水和释放水的能力，导致在土壤潮湿时容易腐蚀植物根部，在干旱条件下容易引起土壤板结。另外，现有技术的保水剂的功能主要是保水，对农田起不到营养的作用，这也是其弊端之一。

因此，研制出一种能够解决上述性能问题的土壤保水剂非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常见纤维素类保水剂吸盐性能好，且pH值易调节，可生物降解性好，但是其吸水率低、持水时间短的缺陷，提供了一种改性纤维素土壤保水剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种改性纤维素土壤保水剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取36～42g竹粉倒入带有160～200mL去离子水的烧杯中混合搅拌，得到混合悬浮液，并用冰醋酸调节混合悬浮液的pH值至4～5，调节后向混合悬浮液中加入混合悬浮液质量3%的亚氯酸钠，混合置于水浴锅中，密封加热，去除木质素，得到自制竹纤维；

（2）再用去离子水洗涤自制竹纤维，使得洗涤液的pH值呈中性，继续将洗涤后的自制竹纤维和氢氧化钾溶液混合置于烧杯中搅拌反应，得到自制竹纤维素；

（3）将自制竹纤维素、4-氨基-TEMPO、溴化钠和去离子水混合搅拌，得到混合物，再向混合物中滴加混合物质量2%的次氯酸钠溶液和混合物质量5%的亚氯酸钠，继续搅拌反应，得到反应产物，并用氢氧化钠溶液调节反应产物的pH值至10～11，即为碱性反应产物，接着将碱性反应产物和无水乙醇混合搅拌，干燥出料，得到氧化改性纤维素；