本發(fā)明涉及液態(tài)地膜，具體是光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜、制備方法及鋪設(shè)方法。

背景技術(shù)：

1、由于極端氣候變化，干旱變得更加嚴(yán)重、頻繁和持久，影響到地球三分之一的陸地面積，造成土壤退化和水土流失，嚴(yán)重威脅全球糧食和生態(tài)安全。具體而言，一些干旱地區(qū)降雨量少、春季寒冷、晝夜溫差大、沙塵暴頻繁，使得剛剛播下的脆弱種子很容易受到干旱和極端溫度的影響。更為嚴(yán)重的是，這些種子甚至還可能會(huì)被風(fēng)吹起，進(jìn)一步影響種子的萌發(fā)率，最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量大幅下降。為解決這一日益嚴(yán)重的問(wèn)題，塑料農(nóng)膜已被用于提高土壤溫度和減少土壤水分流失，并應(yīng)用于全球2000多萬(wàn)公頃的農(nóng)田。雖然傳統(tǒng)農(nóng)膜在作物生產(chǎn)中發(fā)揮了不可否認(rèn)的作用，但它們的生物降解性差，很容易被大風(fēng)掀起。此外，在不規(guī)則或不平整的表面鋪設(shè)這些塑料薄膜需要大量人力，而且可能達(dá)不到預(yù)期鋪設(shè)的要求。

2、近年來(lái)，具有可噴灑特性的液態(tài)地膜作為傳統(tǒng)塑料農(nóng)膜的潛在替代品出現(xiàn)，并引起了廣泛關(guān)注。這些液態(tài)地膜適合在不規(guī)則地形中使用機(jī)械進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。當(dāng)其噴灑到土壤表面時(shí)，它們會(huì)結(jié)合并聚集土壤顆粒，形成一個(gè)固結(jié)層，以減少水分和熱量的流失以及風(fēng)蝕，進(jìn)而為植物的生長(zhǎng)提供更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。除了應(yīng)用性能優(yōu)勢(shì)，成本與環(huán)保問(wèn)題也是重要的考慮因素。

3、然而，當(dāng)前機(jī)械性能較好的液態(tài)地膜往往含有聚苯乙烯、聚氯乙烯與瀝青等不可降解原料，這將會(huì)對(duì)土壤造成“二次污染”并嚴(yán)重?fù)p害當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。近年來(lái)，人們已經(jīng)開(kāi)始廣泛關(guān)注綠色的生物質(zhì)基環(huán)保液態(tài)地膜。盡管純生物質(zhì)基薄膜，例如纖維素、木質(zhì)素與海藻酸鈉等原料制備的液態(tài)地膜綠色環(huán)保，然而卻存在機(jī)械性能不佳，功能性單一的問(wèn)題。這樣的缺陷將嚴(yán)重限制液態(tài)地膜在復(fù)雜惡劣氣候環(huán)境下的應(yīng)用，例如大風(fēng)、風(fēng)沙、寒冷等。因此，探究新的材料/方法來(lái)增強(qiáng)生物質(zhì)基液態(tài)地膜的強(qiáng)度并增加功能性，已經(jīng)成為了當(dāng)前液態(tài)地膜研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜、制備方法及鋪設(shè)方法，它防風(fēng)固沙能力強(qiáng)，增溫效果好，且可降解，應(yīng)用后與沙土表層顆粒形成固結(jié)層，不僅為種子萌發(fā)提供了免受風(fēng)蝕的良好屏障，還提供了適宜的溫濕度環(huán)境，為惡劣環(huán)境下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供新的應(yīng)用策略。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1，將干燥的柑橘皮粉末分散于稀鹽酸溶液中，熱水水浴攪拌，離心，棄去沉淀物，得到的上清液用無(wú)水乙醇沉淀，離心，所得沉淀使用去離子水復(fù)溶，對(duì)復(fù)溶液進(jìn)行旋蒸，將所得料漿冷凍干燥，得到柑橘皮提取物備用；

5、步驟2，將納米黏土置于稀鹽酸中酸化改性，脫酸后添加去離子水采用超聲探針破碎儀分散，取出超聲分散懸浮液于熱水浴環(huán)境下持續(xù)攪拌并冷卻至室溫，得到分散的納米黏土溶液；

6、步驟3，將所述分散的納米黏土溶液中加入三羥甲基氨基甲烷，調(diào)節(jié)環(huán)境酸堿度為8.2-8.8，加入鹽酸多巴胺，保持遮光及攪拌，完成自組裝，獲得聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒；

7、步驟4，基于柑橘皮提取物及聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒進(jìn)行自組裝交聯(lián)，即得液態(tài)地膜。

8、所述步驟1中，所使用的稀鹽酸溶液的ph為2，熱水浴溫度為90℃，攪拌時(shí)間為2-3h，離心調(diào)節(jié)為5000rpm，10-20min。

9、進(jìn)一步的，所述步驟2中，所使用的鹽酸濃度為3m，超聲探針破碎儀的功率為300w，分散10-20min，頻率為開(kāi)5s，關(guān)10s。

10、進(jìn)一步的，所述步驟2中，所使用的熱水浴溫度為70℃，攪拌時(shí)間為2-3h。

11、進(jìn)一步的，所述步驟3中，向所述分散的納米黏土中加入三羥甲基氨基甲烷，調(diào)節(jié)環(huán)境的ph至8.2-8.8，隨后加入分散的納米顆粒質(zhì)量1.2倍的鹽酸多巴胺，攪拌時(shí)間為24h。

12、進(jìn)一步的，所述步驟4中，以質(zhì)量比計(jì)，所述柑橘皮提取物：聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒為100：（0～20）；所述步驟4中，在25℃下，向聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒中緩緩加入柑橘皮提取物，攪拌8-10h，使得柑橘皮提取物與聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒進(jìn)行自組裝交聯(lián)。

13、進(jìn)一步的，所述步驟4中，將聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒加入所述柑橘皮提取物溶液中，攪拌8-10h，得到液態(tài)地膜。

14、一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜，使用上述的光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法制備獲得。

15、一種地膜鋪設(shè)方法，基于寒冷與干旱地區(qū)環(huán)境下，使用上述的光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法制得的液態(tài)地膜，具體應(yīng)用時(shí)，每3-5g所述柑橘皮提取物配置450-750ml液態(tài)地膜，噴灑作用于一平方米的區(qū)域。

16、使用所述的液態(tài)地膜后，沙土的抗風(fēng)蝕能力為在風(fēng)速30m/s條件下大于60min；抗壓能力為不小于46n。

17、對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

18、本方法通過(guò)順序改性分散納米黏土，表面涂覆聚巴多胺，在提高納米黏土的生物相容性的同時(shí)還賦予了材料光熱性能。獲得的液態(tài)地膜用于寒冷與干旱地區(qū)，具有良好的噴涂效果，可以有效應(yīng)對(duì)崎嶇凹凸的不規(guī)則地形；具有良好的降解性能，不僅不會(huì)二次污染土壤環(huán)境，還具有提高表層土壤養(yǎng)分的潛力?？梢詽M(mǎn)足寒冷且干旱地區(qū)防風(fēng)固沙，溫度調(diào)節(jié)與保水保溫等多方面應(yīng)用要求。

19、本方法獲得的液態(tài)地膜可以與沙土表層顆粒形成固結(jié)層，不僅為種子萌發(fā)提供了免受風(fēng)蝕的良好屏障，還提供了適宜的溫濕度環(huán)境，這將為惡劣環(huán)境下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供新的應(yīng)用策略。同時(shí)，以農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物作為原材料用于制備液態(tài)地膜，不僅可以降低加工成本，還可以減少?gòu)U棄物的處理成本與環(huán)境污染，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)特征：

1.一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，其特征在于，所述步驟1中，所使用的稀鹽酸溶液的ph為2，熱水浴溫度為90℃，攪拌時(shí)間為2-3h，離心調(diào)節(jié)為5000rpm，10-20min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，其特征在于，所述步驟2中，所使用的鹽酸濃度為3m，超聲探針破碎儀的功率為300w，分散10-20min，頻率為開(kāi)5s，關(guān)10s；所述步驟2中，所使用的熱水浴溫度為70℃，攪拌時(shí)間為2-3h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，其特征在于，所述步驟4中，在25℃下，向聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒中緩緩加入柑橘皮提取物，攪拌8-10h，使得柑橘皮提取物與聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒進(jìn)行自組裝交聯(lián)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，其特征在于，所述步驟3中，向所述分散的納米黏土中加入三羥甲基氨基甲烷，調(diào)節(jié)環(huán)境的ph至8.2-8.8，隨后加入分散的納米顆粒質(zhì)量1.2倍的鹽酸多巴胺，攪拌時(shí)間為24h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法，其特征在于，所述步驟4中，以質(zhì)量比計(jì)，所述柑橘皮提取物：聚多巴胺包覆納米黏土的微/納米顆粒為100：（5～20）。

7.一種光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法制備獲得。

8.一種地膜鋪設(shè)方法，其特征在于，基于寒冷與干旱地區(qū)環(huán)境下，使用如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜制備方法制得的液態(tài)地膜，具體應(yīng)用時(shí)，每3-5g所述柑橘皮提取物配置450-750ml液態(tài)地膜，噴灑作用于一平方米的區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種地膜鋪設(shè)方法，其特征在于，使用所述的液態(tài)地膜后，沙土的抗風(fēng)蝕能力為在風(fēng)速30m/s條件下大于60min；抗壓能力為不小于46n。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了光熱轉(zhuǎn)化型柑橘皮提取物基液態(tài)地膜、制備方法及鋪設(shè)方法，主要涉及液態(tài)地膜技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：將干燥的柑橘皮粉末分散于稀鹽酸溶液中，取上清液用無(wú)水乙醇沉淀，離心，所得沉淀使用去離子水復(fù)溶，旋蒸冷凍干燥，得到柑橘皮提取物備用；將納米黏土置于稀鹽酸中酸化改性，分散，得到分散的納米黏土溶液；將所述分散的納米黏土溶液中加入三羥甲基氨基甲烷，加入鹽酸多巴胺，完成自組裝，獲得微/納米顆粒；基于柑橘皮提取物及微/納米顆粒進(jìn)行自組裝交聯(lián)，即得液態(tài)地膜。本發(fā)明有益效果在于：應(yīng)用后與沙土表層顆粒形成固結(jié)層，不僅為種子萌發(fā)提供了免受風(fēng)蝕的良好屏障，還提供了適宜的溫濕度環(huán)境。

技術(shù)研發(fā)人員：董智,許方舟,董倩瑜,安淳淳,吳其聰,李錦榮,陳陽(yáng),陳曉龍,付文玲,陳丹丹,秦韻涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：潤(rùn)涵（山東）生態(tài)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8