基本信息
- 项目名称：
- 微孔保水型固沙剂的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目研究基于目前国内目前普遍采用的化学固沙及固沙技术存在固沙剂造价较高，施工强度大、效率低，且固沙层因强碱性和无孔隙等造成植物无法生长，仅能起到单一的固沙作用等缺陷，从而研究开发中性微孔型化学固沙剂及其施工技术，实现“固沙—绿化”一体化的治沙新思路，不仅具有较高的学术价值，而且有着重要的经济和社会效益。
- 详细介绍：
- 我国面临的巨大的社会经济问题之一，土地沙漠化日益严重，导致沙尘暴的发生频率越来越高，强度也越来越大，因此对沙漠的综合治理已引起人们的高度关注。目前普遍采用的化学固沙及固沙技术存在固沙剂造价较高，施工强度大、效率低，且固沙层因强碱性和无孔隙等造成植物无法生长，仅能起到单一的固沙作用。所以，研究开发中性微孔型化学固沙剂及其施工技术，实现“固沙—绿化”一体化的治沙新思路，不仅具有较高的学术价值，而且有着重要的经济和社会效益。 本产品以来源广泛、价格便宜的碱性无机原料水玻璃、生石灰等为主要原料,辅之以少量的使用广泛，价格低廉的阴离子表面活性剂，合成了一种具有水溶性好、黏结强度大、固结强度较高、热稳定性好、吸水保水性能较好、抗老化，并且非常适合沙生植物的一种高强度的多功能化学固化剂。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：基于目前我国面临的沙漠化问题及对沙漠的综合治理过程中化学固沙及固沙技术的诸多缺陷，研究开发中性微孔型化学固沙剂及其施工技术，实现“固沙—绿化”一体化的治沙新思路，从而同时实现经济社会效益和环境效益。 基本思路：1、化学固沙原理的设计和完善：基于单一固化层固沙原理，研制了一种中性微孔化学固沙剂及其固沙技术，实现“化学/植物治沙”一体化的新目标。2、关键固沙材质的选择和试验：选用无机类和有机类混用的方式，以生石灰和水玻璃两种无机材料为基础固沙壳体，再辅以有机类表面活性剂以及高分子材料，共同组成固沙剂。3、固沙操作流程的设计：借助化学模拟设计软件对部分固沙流程进行模拟和分析，分析每一步实验的现场施工的可行性和可操作性。4、实验验证及中试：用最经济的方法对每个环节进行实验验证，并进一步对固沙剂的材质组成和试验配比进行对比和完善。 创新点：1、中性微孔型化学固沙剂的配方；2、采用两次喷淋，24小时固化的固沙方法；3、适于植物生长的固沙层(pH 7.3) 技术关键：1、中性微孔保水型固沙剂的配方；2、LG固沙剂1和LG固沙剂2的配比；3、“化学/植物治沙”一体化的固沙新技术 主要技术指标：1、固沙层抗压强度：0.250-0.350MPa；2、固结层抗风蚀程度：≤15m/s风速下基本不风化；3、固结层厚度：2-3cm；4、固沙层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%
科学性、先进性
- 1、中性微孔型化学固沙剂的配方 本作品所采用的原料均价廉易得，制备工艺简单，施工操作方便，用量较小。其配方组成和固沙方法与国内同类产品完全不同；同时，十二烷基苯磺酸、AES、6501等试剂均属首次在同类产品中引入，从而使得固沙后表面形成大量易于植物生长的不规则微孔。 2、采用两次喷淋，24小时固化的固沙方法 本产品克服了目前国内普遍采用的一次密封覆盖的高碱性（pH>11）和无空隙，致使植物无法生长的固沙技术存在的缺陷。首创二次喷淋中性微孔固沙法，将LG固沙剂1和LG固沙剂2，按照一定比例，依次进行微量喷淋，并在24小时内固化。同时将植物种子包裹在其中，为后期植物固沙提供了良好的基础。 3、适于植物生长的固沙层(pH 7.3) 本产品采用独创的酸碱配合体系，在达到化学固沙的标准的同时，使固化层pH 7.3，即植物生长的最适宜环境条件。同时本产品经过中试，已经完全达到预期效果，完成了化学—植物固沙相结合的效果。
获奖情况及鉴定结果
- 2010.12 西安 西安理工大学第十九届大学生课外学术作品竞赛一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 一切技术专利无偿转让甘肃民勤治沙站
作品可展示的形式
- 实物、产品、样品、演示动画
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点及优势 本产品具有成本低、效能高、环境污染小的特点。与生物质资源类固沙剂相比,石油类、合成类固沙剂不能自然降解，而且在固沙的同时，会不同程度地对沙漠地区造成污染。而本固沙剂则是在可再生的天然无机及高分子材料的基础上开发固沙及保水材料，既达到了防风固沙、恢复植被的目的，又避免了其他高分子材料对沙漠地区的污染。因此，本产品的具有开发研究价值及推广应用前景，必将对改善荒漠化地区的生态环境产生重要的影响。 适用范围及推广前景 我国是世界上受沙漠化危害最严重的国家之一，30个省份的889个县、旗、区分布有沙化土地。全国沙漠、戈壁和荒漠化土地已达179.97万平方公里，占国土面积的18%。每年因沙漠化造成的直接经济损失高达540亿元人民币，影响着近4亿人的生产和生活，严重制约着经济的可持续发展。 本产品适用于中等面积沙化及半沙化土地的沙土固化及治理；适用于中等风速、年降水量在300mm以下的沙漠地区的风沙治理及植被恢复.因此，沙土稳定剂的研发具有广阔的市场和应用推广价值。
同类课题研究水平概述
- 目前，研究最多的化学固沙是采用合成材料，在沙丘或沙质地表形成既能防止风力吹蚀，又具有保持水分和改良沙地性质的固结层，以达到控制和改善沙害环境,提高沙地生产力的目的。其中高分子固沙剂因具有性能优良，原料易得，使用方便等特点,研究最为广泛。Lahalih研制了复合磺化尿素、三聚氰胺、甲醛树脂固沙剂，但容易挥发出有毒物质甲醛；Yang等探讨了以聚天门冬氨酸为固沙剂在模拟自然条件下的使用情况，由于价格偏高，很难推广应用；谭雪琴等制备了以聚乙烯醇为原料的化学固沙剂，其合成工艺简单，但粘结强度较低。 目前，化学固沙产品仍存在固沙周期短、使土壤板结及价格较贵等不足；曹有名曾以乙酸乙酯为溶剂,由自由基溶液共聚反应制备了丙烯酸酯-2-乙酸乙烯酯共聚物压敏粘合剂。訾言勤等采用高岭土与可自然降解的高分子聚合物聚丙烯酰胺（PAM）作为主要原料制造了一种较为理想的固沙剂。
