基本信息
- 項目名稱：
- 微孔保水型固沙劑的研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本項目研究基于目前國內(nèi)目前普遍采用的化學固沙及固沙技術(shù)存在固沙劑造價較高，施工強度大、效率低，且固沙層因強堿性和無孔隙等造成植物無法生長，僅能起到單一的固沙作用等缺陷，從而研究開發(fā)中性微孔型化學固沙劑及其施工技術(shù)，實現(xiàn)“固沙—綠化”一體化的治沙新思路，不僅具有較高的學術(shù)價值，而且有著重要的經(jīng)濟和社會效益。
- 詳細介紹：
- 我國面臨的巨大的社會經(jīng)濟問題之一，土地沙漠化日益嚴重，導(dǎo)致沙塵暴的發(fā)生頻率越來越高，強度也越來越大，因此對沙漠的綜合治理已引起人們的高度關(guān)注。目前普遍采用的化學固沙及固沙技術(shù)存在固沙劑造價較高，施工強度大、效率低，且固沙層因強堿性和無孔隙等造成植物無法生長，僅能起到單一的固沙作用。所以，研究開發(fā)中性微孔型化學固沙劑及其施工技術(shù)，實現(xiàn)“固沙—綠化”一體化的治沙新思路，不僅具有較高的學術(shù)價值，而且有著重要的經(jīng)濟和社會效益。 本產(chǎn)品以來源廣泛、價格便宜的堿性無機原料水玻璃、生石灰等為主要原料,輔之以少量的使用廣泛，價格低廉的陰離子表面活性劑，合成了一種具有水溶性好、黏結(jié)強度大、固結(jié)強度較高、熱穩(wěn)定性好、吸水保水性能較好、抗老化，并且非常適合沙生植物的一種高強度的多功能化學固化劑。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的：基于目前我國面臨的沙漠化問題及對沙漠的綜合治理過程中化學固沙及固沙技術(shù)的諸多缺陷，研究開發(fā)中性微孔型化學固沙劑及其施工技術(shù)，實現(xiàn)“固沙—綠化”一體化的治沙新思路，從而同時實現(xiàn)經(jīng)濟社會效益和環(huán)境效益。 基本思路：1、化學固沙原理的設(shè)計和完善：基于單一固化層固沙原理，研制了一種中性微孔化學固沙劑及其固沙技術(shù)，實現(xiàn)“化學/植物治沙”一體化的新目標。2、關(guān)鍵固沙材質(zhì)的選擇和試驗：選用無機類和有機類混用的方式，以生石灰和水玻璃兩種無機材料為基礎(chǔ)固沙殼體，再輔以有機類表面活性劑以及高分子材料，共同組成固沙劑。3、固沙操作流程的設(shè)計：借助化學模擬設(shè)計軟件對部分固沙流程進行模擬和分析，分析每一步實驗的現(xiàn)場施工的可行性和可操作性。4、實驗驗證及中試：用最經(jīng)濟的方法對每個環(huán)節(jié)進行實驗驗證，并進一步對固沙劑的材質(zhì)組成和試驗配比進行對比和完善。 創(chuàng)新點：1、中性微孔型化學固沙劑的配方；2、采用兩次噴淋，24小時固化的固沙方法；3、適于植物生長的固沙層(pH 7.3) 技術(shù)關(guān)鍵：1、中性微孔保水型固沙劑的配方；2、LG固沙劑1和LG固沙劑2的配比；3、“化學/植物治沙”一體化的固沙新技術(shù) 主要技術(shù)指標：1、固沙層抗壓強度：0.250-0.350MPa；2、固結(jié)層抗風蝕程度：≤15m/s風速下基本不風化；3、固結(jié)層厚度：2-3cm；4、固沙層pH: 7.3；5、保水性能：1:200-1:300；6、有效孔隙度：≥15%；7、植物成活率: ≥70%
科學性、先進性
- 1、中性微孔型化學固沙劑的配方 本作品所采用的原料均價廉易得，制備工藝簡單，施工操作方便，用量較小。其配方組成和固沙方法與國內(nèi)同類產(chǎn)品完全不同；同時，十二烷基苯磺酸、AES、6501等試劑均屬首次在同類產(chǎn)品中引入，從而使得固沙后表面形成大量易于植物生長的不規(guī)則微孔。 2、采用兩次噴淋，24小時固化的固沙方法 本產(chǎn)品克服了目前國內(nèi)普遍采用的一次密封覆蓋的高堿性（pH>11）和無空隙，致使植物無法生長的固沙技術(shù)存在的缺陷。首創(chuàng)二次噴淋中性微孔固沙法，將LG固沙劑1和LG固沙劑2，按照一定比例，依次進行微量噴淋，并在24小時內(nèi)固化。同時將植物種子包裹在其中，為后期植物固沙提供了良好的基礎(chǔ)。 3、適于植物生長的固沙層(pH 7.3) 本產(chǎn)品采用獨創(chuàng)的酸堿配合體系，在達到化學固沙的標準的同時，使固化層pH 7.3，即植物生長的最適宜環(huán)境條件。同時本產(chǎn)品經(jīng)過中試，已經(jīng)完全達到預(yù)期效果，完成了化學—植物固沙相結(jié)合的效果。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010.12 西安 西安理工大學第十九屆大學生課外學術(shù)作品競賽一等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 一切技術(shù)專利無償轉(zhuǎn)讓甘肅民勤治沙站
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、樣品、演示動畫
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點及優(yōu)勢 本產(chǎn)品具有成本低、效能高、環(huán)境污染小的特點。與生物質(zhì)資源類固沙劑相比,石油類、合成類固沙劑不能自然降解，而且在固沙的同時，會不同程度地對沙漠地區(qū)造成污染。而本固沙劑則是在可再生的天然無機及高分子材料的基礎(chǔ)上開發(fā)固沙及保水材料，既達到了防風固沙、恢復(fù)植被的目的，又避免了其他高分子材料對沙漠地區(qū)的污染。因此，本產(chǎn)品的具有開發(fā)研究價值及推廣應(yīng)用前景，必將對改善荒漠化地區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要的影響。 適用范圍及推廣前景 我國是世界上受沙漠化危害最嚴重的國家之一，30個省份的889個縣、旗、區(qū)分布有沙化土地。全國沙漠、戈壁和荒漠化土地已達179.97萬平方公里，占國土面積的18%。每年因沙漠化造成的直接經(jīng)濟損失高達540億元人民幣，影響著近4億人的生產(chǎn)和生活，嚴重制約著經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。 本產(chǎn)品適用于中等面積沙化及半沙化土地的沙土固化及治理；適用于中等風速、年降水量在300mm以下的沙漠地區(qū)的風沙治理及植被恢復(fù).因此，沙土穩(wěn)定劑的研發(fā)具有廣闊的市場和應(yīng)用推廣價值。
同類課題研究水平概述
- 目前，研究最多的化學固沙是采用合成材料，在沙丘或沙質(zhì)地表形成既能防止風力吹蝕，又具有保持水分和改良沙地性質(zhì)的固結(jié)層，以達到控制和改善沙害環(huán)境,提高沙地生產(chǎn)力的目的。其中高分子固沙劑因具有性能優(yōu)良，原料易得，使用方便等特點,研究最為廣泛。Lahalih研制了復(fù)合磺化尿素、三聚氰胺、甲醛樹脂固沙劑，但容易揮發(fā)出有毒物質(zhì)甲醛；Yang等探討了以聚天門冬氨酸為固沙劑在模擬自然條件下的使用情況，由于價格偏高，很難推廣應(yīng)用；譚雪琴等制備了以聚乙烯醇為原料的化學固沙劑，其合成工藝簡單，但粘結(jié)強度較低。 目前，化學固沙產(chǎn)品仍存在固沙周期短、使土壤板結(jié)及價格較貴等不足；曹有名曾以乙酸乙酯為溶劑,由自由基溶液共聚反應(yīng)制備了丙烯酸酯-2-乙酸乙烯酯共聚物壓敏粘合劑。訾言勤等采用高嶺土與可自然降解的高分子聚合物聚丙烯酰胺（PAM）作為主要原料制造了一種較為理想的固沙劑。
