以秸秆制浆造纸废液中的工业木质素为主要原料,经化学改性合成新型功能性固沙材料。新材料保持了植物原料降解产物原有的基本特性,无毒无害,可生物降解,无二次污染,并具有一定的吸水与保水功能。木质素固沙材料的合成及制备成本低廉,可与植被固沙有效地结合,促进植物生长,从根本上解决传统化学固沙材料成本高、难以与植被固沙相结合等问题。本项目的目标是利用我国排放量最大的工业废液合成固沙材料,用来解决我国最严重生态问题。研究成果将为我国荒漠化综合防治,以及造纸工业废弃物高效利用提供新的途径。
本项目以农业秸杆制浆废液中的木质素为主要原料,经化学改性后制备可用于荒漠化防治的新型可降解植被用固沙材料,旨在解决秸杆制浆废液的污染问题和日益严重的土地沙化问题。研究结果表明,在固沙材料合成过程中,麦草碱木质素与尿素、甲醛发生了相当程度的缩合,而半纤维素与脲醛几乎没有发生交联反应。交联反应主要发生在木质素的愈创木基和对-羟基苯基结构上,愈创木基结构和对-羟基苯基结构发生交联反应的概率基本相同。木质素固沙材料合成反应中C5位的交联程度对固沙材料的性能具有密切的联系。在流动沙丘上喷施以禾草原料制浆废液为主要原料制备的固沙材料,可在6-24 h内与表层沙粒快速形成固结层,具有良好的防风固沙和减缓水分蒸发的作用,对植物的发芽、生长及生物量积累均有良好的促进作用,当年即可恢复植被。一年生和多年生固沙植物的合理选配,可有效地提高生物固沙效果。木质素固沙材料施用2-3年后,沙土的有机质和氮含量显著增加,并出现大量颤藻、硅藻、放线菌及各种原生动物,有机颗粒丰富。木质素固沙材料的应用实现了化学固沙和生物固沙的有机结合,为干旱、半干旱地区的生态环境建设提供了一项新的技术措施。