[发明专利]氧化石墨烯在提高土壤固结强度中的应用、组合物及其使用方法有效
申请号: | 201910476968.4 | 申请日: | 2019-06-03 |
公开(公告)号: | CN110684541B | 公开(公告)日: | 2020-07-31 |
发明(设计)人: | 王贵和;唐国旺;唐俊;王新杰;张浩男 | 申请(专利权)人: | 中国地质大学(北京) |
主分类号: | C09K17/42 | 分类号: | C09K17/42 |
代理公司: | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人: | 王术娜 |
地址: | 100000*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 氧化 石墨 提高 土壤 固结 强度 中的 应用 组合 及其 使用方法 | ||
本发明提供了氧化石墨烯在提高土壤固结强度中的应用、组合物及其使用方法,涉及微生物诱导碳酸钙土壤改良技术领域。本发明所述氧化石墨烯能够使得微生物诱导碳酸钙中碳酸钙晶体的快速生长,增加碳酸钙的产量;还可以改变碳酸钙晶体的大小,有利于土壤的固结,从而提高土壤的抗压强度。
技术领域
本发明涉及微生物诱导碳酸钙土壤改良技术领域,具体涉及氧化石墨烯在提高土壤固结强度中的应用、组合物及其使用方法。
背景技术
微生物诱导碳酸钙固结土壤是土壤改良领域的主要发展趋势,其优点在于微生物诱导碳酸钙沉淀固结土壤作用机理是:微生物分解的脲酶可以水解溶液中的尿素产生碳酸根离子,碳酸根离子和溶液中的钙离子反应产生碳酸钙,碳酸钙以细菌作为核点将土壤固结在一起,提高了土壤的强度,对环境无危害,是一种绿色环保的新型材料,是土壤改良领域的主要发展趋势。
但是,现有的微生物诱导碳酸钙沉淀固结土壤在使用中,由于尿素不能充分水解导致钙离子无法完全消耗,造成了资源的浪费。由于钙离子的不充分反应导致了碳酸钙产量的降低。由于土壤的抗压强度和碳酸钙的产量成正比例关系,因此土壤无法达到期望的强度。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供氧化石墨烯在提高土壤固结强度中的应用、用于提高土壤固结强度的组合物及其使用方法,利用本发明的组合物能够提高微生物诱导碳酸钙时碳酸钙总的产量,提高土壤的抗压强度。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了氧化石墨烯在提高土壤固结强度中的应用。
本发明还提供了一种用于提高土壤固结强度的组合物,包括以下原料:
产脲酶微生物溶液、氧化石墨烯溶液和胶结液;所述产脲酶微生物溶液中产脲酶微生物的有效活菌数为1×107~9×107cfu/mL;所述氧化石墨烯溶液的浓度为5~20mg/L;所述胶结液的浓度为0.3~0.5mol/L;所述产脲酶微生物溶液、氧化石墨烯溶液和胶结液的体积比为(55~65):(2~8)(220~260)。
优选的,所述产脲酶微生物包括巴氏芽孢杆菌。
优选的,所述胶结液由尿素溶液和钙盐溶液混合得到。
优选的,所述尿素溶液和钙盐溶液的摩尔浓度独立的为0.3~0.5mol/L。
优选的,所述尿素溶液和钙盐溶液的体积比为(100~140):(100~140)。
优选的,所述钙盐溶液中的钙盐包括氯化钙、醋酸钙、硝酸钙和乳酸钙中的一种或几种。
本发明还提供了上述技术方案所述组合物的使用方法,包括:将所述产脲酶微生物溶液、氧化石墨烯溶液、胶结液与砂混合后进行土壤固结反应,实现提高土壤团结强度。
优选的,所述砂的质量与产脲酶微生物溶液的体积比为(250~350)mg:(50~70)mL。。
优选的,所述砂的质量与产脲酶微生物溶液的体积比为300mg:60mL。
本发明提供了氧化石墨烯在提高土壤固结强度中的应用、用于提高土壤固结强度的组合物及其使用方法。在本发明微生物诱导碳酸钙中加入氧化石墨烯,氧化石墨烯中的羧基可以吸附钙离子,导致氧化石墨烯被钙离子包裹,然后带正电的钙离子吸附产脲酶微生物,使得产脲酶微生物可以被固定;加入的氧化石墨烯提高钙离子的反应速率,增加碳酸钙的产量;加入的氧化石墨烯在不改变碳酸钙形态的前提下,可以改变碳酸钙晶体的大小,有利于土壤的固结,从而提高土壤的抗压强度。
附图说明
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