【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及土壤改良和污染修復(fù)，具體為一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法。
技術(shù)介紹
1、自20世紀(jì)50年代末期起，國際上已有將腐殖酸與尿素結(jié)合以生產(chǎn)肥料的文獻(xiàn)報道。隨著對腐脲(腐殖酸與尿素的結(jié)合體)高農(nóng)業(yè)利用價值的認(rèn)識，研究重點轉(zhuǎn)向開發(fā)基于腐殖酸的高效植物肥料。
2、中國擁有豐富的腐殖酸資源，這促進(jìn)了腐殖酸類肥料，如腐植酸銨、腐植酸鈉的大規(guī)模生產(chǎn)。然而，傳統(tǒng)的腐脲制備過程中需要使用大量酸性物質(zhì)來中和產(chǎn)品的強堿性，這不僅增加了成本，還會產(chǎn)生大量難以處理的腐殖酸殘渣，引發(fā)環(huán)境污染和處理成本增加的問題。此外，在肥料生產(chǎn)過程中直接添加煤基腐殖酸往往無法顯著提高腐殖酸的活性，且營養(yǎng)緩釋效果有限。
3、因此，本專利技術(shù)提出一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，來解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，該方法將腐脲的制備與腐殖酸的改性過程相結(jié)合，不僅用于土壤改良和水體中重金屬的吸附，還增強了樹脂的吸水能力和營養(yǎng)緩釋效果。
2、為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，包括以下步驟：
3、s1：將煤基腐殖酸與尿素、氫氧化鈉和水以特定重量比混合，在70-100℃下反應(yīng)2-4小時，腐化8-12小時后分離固液，并在40-80℃下烘干得到強堿性的腐殖酸殘渣及腐脲-尿素混合物；
4、這一步是合成過程的初步階
5、s2：分別將海藻酸鈉和羧甲基纖維素溶解在水中，以形成特定濃度的溶液，并將其與s1步驟中得到的腐脲-尿素混合物和腐殖酸殘渣混合；
6、在這一步中，海藻酸鈉和羧甲基纖維素(cmc)分別溶解于水中形成溶液。海藻酸鈉是一種天然多糖，能形成高粘度的溶液，常用于食品和藥物中作為增稠劑或穩(wěn)定劑。羧甲基纖維素是一種改性纖維素，可以提供額外的粘性和穩(wěn)定性。這兩種物質(zhì)與s1步驟中得到的腐殖酸殘渣和腐脲-尿素混合物結(jié)合能增加材料的綜合性能，使反應(yīng)物在進(jìn)一步的反應(yīng)過程中保持均勻和穩(wěn)定，從而為后續(xù)的聚合反應(yīng)創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。
7、s3：配制含有丙烯酸、丙烯酰胺和氫氧化鈉的混合溶液，并將其加入s2步驟中的混合物中；
8、丙烯酸和丙烯酰胺是單體，它們可以通過自由基聚合反應(yīng)形成聚合物鏈。氫氧化鈉在此處可能用于調(diào)節(jié)ph以控制聚合速度和聚合物的性質(zhì)。加入這些單體到s2中的混合物可能是為了形成一個三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物，其中腐殖酸殘渣和腐脲-尿素混合物被嵌入或者包覆在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，增強樹脂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和營養(yǎng)緩釋能力。
9、s4：在完成s3步驟后，加入交聯(lián)劑和引發(fā)劑，反應(yīng)1.5至4小時；
10、此步驟涉及交聯(lián)劑和引發(fā)劑的添加。交聯(lián)劑用于在聚合物鏈之間形成化學(xué)鍵，使得形成的聚合物更為穩(wěn)定，具有更高的機械強度和耐化學(xué)性。引發(fā)劑則是啟動自由基聚合反應(yīng)的化合物，它能夠生成自由基，從而引發(fā)和加速丙烯酸和丙烯酰胺的聚合反應(yīng)。這一步驟是形成交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，反應(yīng)時間的控制對最終產(chǎn)品的性質(zhì)至關(guān)重要。
11、s5：反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)品剪碎并烘干，得到改性腐殖酸營養(yǎng)緩釋樹脂。
12、在聚合反應(yīng)完成后，所得產(chǎn)品通過剪碎和烘干處理，形成了最終的改性腐殖酸營養(yǎng)緩釋樹脂。剪碎是為了得到一定粒徑的產(chǎn)品，便于使用和運輸；烘干則是為了降低產(chǎn)品的水分含量，提高其儲存穩(wěn)定性。改性腐殖酸營養(yǎng)緩釋樹脂可以作為土壤改良劑使用，在農(nóng)業(yè)上有利于提高土壤的水分和養(yǎng)分保持能力，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物生長。
13、綜上所述，這個制備方法的主要有益效果是制得一種具有改善土壤性質(zhì)、提高肥料利用率和緩釋營養(yǎng)成分的樹脂。通過這種方法制備的樹脂可作為土壤調(diào)理劑，對環(huán)境友好，有利于可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
14、優(yōu)選的，所述煤基腐殖酸與尿素的重量比為1:2至1:5；所述氫氧化鈉的重量占煤基腐殖酸重量的5％至15％。
15、優(yōu)選的，所述水的體積是煤基腐殖酸重量的3至7倍；所述海藻酸鈉溶液的濃度為1％至3％，羧甲基纖維素溶液的濃度為1％至3％。
16、優(yōu)選的，所述丙烯酸、丙烯酰胺和氫氧化鈉的混合溶液中丙烯酸與丙烯酰胺的重量比為3:2至2:1；所述n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺的重量占總單體重量的0.01％至0.05％。
17、優(yōu)選的，所述過硫酸銨/過硫酸鈉的重量占總單體重量的0.1％至0.6％。
18、優(yōu)選的，所述s1步驟中的反應(yīng)溫度為75℃至95℃。
19、優(yōu)選的，所述改性腐殖酸營養(yǎng)緩釋樹脂的丙烯酸中和度為70％至80％。
20、優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺；所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鈉。
21、優(yōu)選的，所述s4步驟中的反應(yīng)溫度控制在55℃至75℃。
22、優(yōu)選的，所述改性腐殖酸樹脂在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，特別是作為一種土壤調(diào)理劑、植物生長促進(jìn)劑、水體重金屬吸附劑或長效緩釋肥料的應(yīng)用。
23、本專利技術(shù)提供了一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法。具備以下
24、有益效果：
25、1、本專利技術(shù)在制備腐脲-尿素的過程中，保留了反應(yīng)物的強堿性，無需使用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)物ph。在后續(xù)合成樹脂時，反應(yīng)物中的堿可以用于中和丙烯酸，減少了氫氧化鈉的添加，這樣不僅減少了化學(xué)試劑的使用，降低了生產(chǎn)成本，也減少了生產(chǎn)過程中的廢物排放，對環(huán)境更為友好。
26、2、本專利技術(shù)在腐脲制備過程中產(chǎn)生的腐殖酸殘渣被進(jìn)一步用于增強樹脂的性能。反應(yīng)后的腐殖酸殘渣形成了多孔結(jié)構(gòu)，在海藻酸鈉和羧甲基纖維素鈉的作用下均勻分散在材料中，促進(jìn)了材料的營養(yǎng)的緩釋與污染物的吸附能力。同時，改性后的腐殖酸殘渣與腐脲-尿素混合物提升了材料本身的吸水能力，這對于緩釋肥料來說是一個重要的特性，因為它可以持續(xù)保持土壤的水分，有助于營養(yǎng)物質(zhì)的溶解和植物的吸收。此外，腐殖酸也被認(rèn)為可以吸附重金屬，從而增強了樹脂在凈化水質(zhì)和土壤修復(fù)中的應(yīng)用潛力，特別是在含油粘土等重金屬污染較嚴(yán)重的土壤中。
27、3、本專利技術(shù)的材料不僅可降解，減少了對環(huán)境的長期影響，而且其獨特的成分和結(jié)構(gòu)還具有改良粘土的能力。腐殖酸和合成樹脂的混合物可以改善土壤的結(jié)構(gòu)，增加土壤的透氣性和保水性，從而有助于植物根系的生長和健康。這種改良作用對于本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述煤基腐殖酸與尿素的重量比為1:2至1:5；所述氫氧化鈉的重量占煤基腐殖酸重量的5％至15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述水的體積是煤基腐殖酸重量的3至7倍；所述海藻酸鈉溶液的濃度為1％至3％，羧甲基纖維素溶液的濃度為1％至3％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸、丙烯酰胺和氫氧化鈉的混合溶液中丙烯酸與丙烯酰胺的重量比為3:2至2:1；所述N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺的重量占總單體重量的0.01％至0.05％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述過硫酸銨/過硫酸鈉的重量占總單體重量的0.1％至0.6％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述S1步驟中的反應(yīng)溫度為75℃至
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述改性腐殖酸營養(yǎng)緩釋樹脂的丙烯酸中和度為70％至80％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺；所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鈉。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述S4步驟中的反應(yīng)溫度控制在55℃至75℃。
10.一種權(quán)利要求1-9任一項所述的改性腐殖酸樹脂在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，特別是作為一種土壤調(diào)理劑、植物生長促進(jìn)劑、水體重金屬吸附劑或長效緩釋肥料的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述煤基腐殖酸與尿素的重量比為1:2至1:5；所述氫氧化鈉的重量占煤基腐殖酸重量的5％至15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述水的體積是煤基腐殖酸重量的3至7倍；所述海藻酸鈉溶液的濃度為1％至3％，羧甲基纖維素溶液的濃度為1％至3％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸、丙烯酰胺和氫氧化鈉的混合溶液中丙烯酸與丙烯酰胺的重量比為3:2至2:1；所述n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺的重量占總單體重量的0.01％至0.05％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有綜合功能改性腐殖酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇玉紅，李小康，曹軍，李寧，盧正新，王尹菲，
申請(專利權(quán))人：新疆大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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