【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土壤修復保水領域，特別涉及一種高保水性能的殼聚糖改性蔗渣生物炭復合材料，可用于土壤保水修復。
技術介紹
1、隨著經濟的快速發展，土壤污染環境問題日益突出，土壤修復亟待推進。其中，土質疏松、水分缺失和肥力不足導致土壤復墾復耕異常困難，對人類社會土壤資源的有效利用和自然生態環境保護帶來嚴重的威脅。因此，尋找有效、穩定的土壤保水保肥方法十分必要。生物炭材料因具有比表面積大、多孔結構、表面基團豐富以及可改善土壤性質特點，已廣泛用于制備炭基保水材料，但只經燒制得到的生物炭存在吸水、保水性能不足的問題。因此，研究開發高效、經濟的改性生物炭成為當前的研究熱點。殼聚糖(chitosan，cs)是氨基葡萄糖的直鏈多聚糖，殼聚糖分子鏈上分布很多氨基、羥基以及半縮醛形式的糖苷鍵，這些活性官能團能夠發生水解、縮合及接枝共聚等反應。同時殼聚糖還具良好的吸附性、吸濕保濕性、成膜性、成纖性、低毒性等化學性質以及生物相容和降解性優良的生物學性質。據此，以接枝共聚法制得的殼聚糖改性生物炭復合材料在土壤保水保肥方面具有潛力。由于材料性能對原料種類有較高的依賴性，研究不同的原料與工藝參數對于復合生物炭材料穩定性和保水效果的影響，這對改良制備工藝以及其他接枝共聚材料性能優化提供了參考。
技術實現思路
1、本專利技術公開了一種基于接枝共聚法的殼聚糖改性生物炭保水復合材料的制備及應用。即采用單因素實驗，其他控制因素不變，以生物炭原料、燒制溫度、殼聚糖改性為單因素，對設計的工藝參數進行實際制備，將設計的材料工藝參
2、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述具體包括如下步驟：
3、(1)以限氧控溫法制備生物炭，將干燥粉碎后的蔗渣或雞糞原料分別壓實填充于陶方舟中并置于馬弗爐內，將爐溫編程為以20℃/min的升溫速率，在限氧條件下分別升溫至300或500℃加熱2h，待冷卻至室溫后得到黑色粉末，通過100目的篩網進行篩分，制得生物炭并保存于密封袋中備用，雞糞和蔗渣生物炭分別標記為cmb和sbb；
4、(2)將0.5g殼聚糖(記為cs)溶解在30ml、質量分數為2.0%的乙酸溶液中；
5、(3)?將步驟(1)所得到的混合物以20?r/min攪拌且升溫至70攝氏度，隨后，加入0.08g的丙烯酰胺和12?ml丙烯酸，反應10分鐘，之后加入0.3g過硫酸銨和0.75g生物炭，反應持續40分鐘；
6、(4)在步驟(2)所得到的絡合物中加入氫氧化鈉溶液，調體系ph至中性，并冷卻至室溫，完成水解過程；
7、(5)將步驟(3)將所得凝膠狀絡合物置于99.70%乙醇中浸泡24h，以除去未反應的殼聚糖單體，然后用去離子水沖洗2次后抽濾，并在60°c下干燥。將干燥后復合物粉碎成直徑小于60目的粉狀；
8、(6)將上述制得的接枝共聚法改性生物炭應用于土壤保水試驗；
9、(7)根據接觸角、ft-ir表征手段及保水實驗，篩選出制備工藝參數；
10、優選的，所述步驟(1)中所述生物炭制備加熱溫度為300或500℃、加熱時間為2小時；所述生物炭制備原料為雞糞生物炭或蔗渣生物炭；所述燒制得到生物炭篩分粒徑為100目；
11、優選的，所述步驟(3)中生物炭:殼聚糖質量比為3:2。
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1.一種基于接枝共聚的殼聚糖改性生物炭保水復合材料的制備發方法，其特征在于，具體步驟為：
2.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述生物炭制備加熱溫度為300或500℃、加熱時間為2小時；所述生物炭制備原料為雞糞生物炭或蔗渣生物炭；所述燒制得到生物炭篩分粒徑為100目。
3.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中生物炭:殼聚糖質量比為3:2。
4.如權利要求書1所述制備方法制備的聚糖改性生物炭復合材料的應用場景，其特征在于，所制備的殼聚糖改性生物炭復合材料作為土壤保水修復材料。
【技術特征摘要】
1.一種基于接枝共聚的殼聚糖改性生物炭保水復合材料的制備發方法，其特征在于，具體步驟為：
2.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述生物炭制備加熱溫度為300或500℃、加熱時間為2小時；所述生物炭制備原料為雞糞生物炭或蔗渣生物炭；所述燒制得到生...
【專利技術屬性】
技術研發人員：舒小華，聶昌達，熊仕清，覃紫其，肖佳怡，
申請(專利權)人：桂林理工大學，
類型：發明
國別省市：
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