本发明涉及土壤改良和污染修复，具体为一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法。
背景技术：
1、自20世纪50年代末期起，国际上已有将腐殖酸与尿素结合以生产肥料的文献报道。随着对腐脲(腐殖酸与尿素的结合体)高农业利用价值的认识，研究重点转向开发基于腐殖酸的高效植物肥料。
2、中国拥有丰富的腐殖酸资源，这促进了腐殖酸类肥料，如腐植酸铵、腐植酸钠的大规模生产。然而，传统的腐脲制备过程中需要使用大量酸性物质来中和产品的强碱性，这不仅增加了成本，还会产生大量难以处理的腐殖酸残渣，引发环境污染和处理成本增加的问题。此外，在肥料生产过程中直接添加煤基腐殖酸往往无法显著提高腐殖酸的活性，且营养缓释效果有限。
3、因此，本发明提出一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，来解决现有技术的不足。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，该方法将腐脲的制备与腐殖酸的改性过程相结合，不仅用于土壤改良和水体中重金属的吸附，还增强了树脂的吸水能力和营养缓释效果。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1：将煤基腐殖酸与尿素、氢氧化钠和水以特定重量比混合，在70-100℃下反应2-4小时，腐化8-12小时后分离固液，并在40-80℃下烘干得到强碱性的腐殖酸残渣及腐脲-尿素混合物；
4、这一步是合成过程的初步阶段，以煤基腐殖酸为基础原料。煤基腐殖酸是一种高分子有机物，是煤炭在自然界中经历长期生物和化学作用的分解和转化产物。将其与尿素、氢氧化钠和水混合，可以使腐殖酸的功能团发生改变，从而增强其性能。尿素在这里可能作为氮源参与反应，而氢氧化钠则提供碱性环境，有利于腐殖酸分子中部分功能团的离子交换和改性。这个过程在70-100℃下进行，温度的选择旨在优化反应速率和反应的彻底性。继而进行的腐化过程可能指的是让混合物在静置条件下进一步反应，以使腐殖酸和尿素充分反应。最后的固液分离和烘干步骤用于去除未反应的物质和多余的水分，得到强碱性的腐殖酸残渣及腐脲-尿素混合物。
5、s2：分别将海藻酸钠和羧甲基纤维素溶解在水中，以形成特定浓度的溶液，并将其与s1步骤中得到的腐脲-尿素混合物和腐殖酸残渣混合；
6、在这一步中，海藻酸钠和羧甲基纤维素(cmc)分别溶解于水中形成溶液。海藻酸钠是一种天然多糖，能形成高粘度的溶液，常用于食品和药物中作为增稠剂或稳定剂。羧甲基纤维素是一种改性纤维素，可以提供额外的粘性和稳定性。这两种物质与s1步骤中得到的腐殖酸残渣和腐脲-尿素混合物结合能增加材料的综合性能，使反应物在进一步的反应过程中保持均匀和稳定，从而为后续的聚合反应创造良好的基础。
7、s3：配制含有丙烯酸、丙烯酰胺和氢氧化钠的混合溶液，并将其加入s2步骤中的混合物中；
8、丙烯酸和丙烯酰胺是单体，它们可以通过自由基聚合反应形成聚合物链。氢氧化钠在此处可能用于调节ph以控制聚合速度和聚合物的性质。加入这些单体到s2中的混合物可能是为了形成一个三维网络结构的聚合物，其中腐殖酸残渣和腐脲-尿素混合物被嵌入或者包覆在聚合物网络中，增强树脂的结构稳定性和营养缓释能力。
9、s4：在完成s3步骤后，加入交联剂和引发剂，反应1.5至4小时；
10、此步骤涉及交联剂和引发剂的添加。交联剂用于在聚合物链之间形成化学键，使得形成的聚合物更为稳定，具有更高的机械强度和耐化学性。引发剂则是启动自由基聚合反应的化合物，它能够生成自由基，从而引发和加速丙烯酸和丙烯酰胺的聚合反应。这一步骤是形成交联聚合物网络的关键，反应时间的控制对最终产品的性质至关重要。
11、s5：反应结束后，将产品剪碎并烘干，得到改性腐殖酸营养缓释树脂。
12、在聚合反应完成后，所得产品通过剪碎和烘干处理，形成了最终的改性腐殖酸营养缓释树脂。剪碎是为了得到一定粒径的产品，便于使用和运输；烘干则是为了降低产品的水分含量，提高其储存稳定性。改性腐殖酸营养缓释树脂可以作为土壤改良剂使用，在农业上有利于提高土壤的水分和养分保持能力，改善土壤结构，促进植物生长。
13、综上所述，这个制备方法的主要有益效果是制得一种具有改善土壤性质、提高肥料利用率和缓释营养成分的树脂。通过这种方法制备的树脂可作为土壤调理剂，对环境友好，有利于可持续农业生产。
14、优选的，所述煤基腐殖酸与尿素的重量比为1:2至1:5；所述氢氧化钠的重量占煤基腐殖酸重量的5％至15％。
15、优选的，所述水的体积是煤基腐殖酸重量的3至7倍；所述海藻酸钠溶液的浓度为1％至3％，羧甲基纤维素溶液的浓度为1％至3％。
16、优选的，所述丙烯酸、丙烯酰胺和氢氧化钠的混合溶液中丙烯酸与丙烯酰胺的重量比为3:2至2:1；所述n,n’-亚甲基双丙烯酰胺的重量占总单体重量的0.01％至0.05％。
17、优选的，所述过硫酸铵/过硫酸钠的重量占总单体重量的0.1％至0.6％。
18、优选的，所述s1步骤中的反应温度为75℃至95℃。
19、优选的，所述改性腐殖酸营养缓释树脂的丙烯酸中和度为70％至80％。
20、优选的，所述交联剂为n,n’-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钠。
21、优选的，所述s4步骤中的反应温度控制在55℃至75℃。
22、优选的，所述改性腐殖酸树脂在农业生产中的应用，特别是作为一种土壤调理剂、植物生长促进剂、水体重金属吸附剂或长效缓释肥料的应用。
23、本发明提供了一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法。具备以下
24、有益效果：
25、1、本发明在制备腐脲-尿素的过程中，保留了反应物的强碱性，无需使用酸调节反应物ph。在后续合成树脂时，反应物中的碱可以用于中和丙烯酸，减少了氢氧化钠的添加，这样不仅减少了化学试剂的使用，降低了生产成本，也减少了生产过程中的废物排放，对环境更为友好。
26、2、本发明在腐脲制备过程中产生的腐殖酸残渣被进一步用于增强树脂的性能。反应后的腐殖酸残渣形成了多孔结构，在海藻酸钠和羧甲基纤维素钠的作用下均匀分散在材料中，促进了材料的营养的缓释与污染物的吸附能力。同时，改性后的腐殖酸残渣与腐脲-尿素混合物提升了材料本身的吸水能力，这对于缓释肥料来说是一个重要的特性，因为它可以持续保持土壤的水分，有助于营养物质的溶解和植物的吸收。此外，腐殖酸也被认为可以吸附重金属，从而增强了树脂在净化水质和土壤修复中的应用潜力，特别是在含油粘土等重金属污染较严重的土壤中。
27、3、本发明的材料不仅可降解，减少了对环境的长期影响，而且其独特的成分和结构还具有改良粘土的能力。腐殖酸和合成树脂的混合物可以改善土壤的结构，增加土壤的透气性和保水性，从而有助于植物根系的生长和健康。这种改良作用对于重质粘土土壤尤为重要，因为这类土壤通常透气性差，不易于根系扩展。通过改善这些土壤的物理性质，本发明的材料有助于促进植物的生长，提高作物产量。
1.一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述煤基腐殖酸与尿素的重量比为1:2至1:5；所述氢氧化钠的重量占煤基腐殖酸重量的5％至15％。
3.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述水的体积是煤基腐殖酸重量的3至7倍；所述海藻酸钠溶液的浓度为1％至3％，羧甲基纤维素溶液的浓度为1％至3％。
4.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸、丙烯酰胺和氢氧化钠的混合溶液中丙烯酸与丙烯酰胺的重量比为3:2至2:1；所述n,n’-亚甲基双丙烯酰胺的重量占总单体重量的0.01％至0.05％。
5.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述过硫酸铵/过硫酸钠的重量占总单体重量的0.1％至0.6％。
6.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述s1步骤中的反应温度为75℃至95℃。
7.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述改性腐殖酸营养缓释树脂的丙烯酸中和度为70％至80％。
8.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述交联剂为n,n’-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钠。
9.根据权利要求1所述的一种具有综合功能改性腐殖酸树脂的制备方法，其特征在于，所述s4步骤中的反应温度控制在55℃至75℃。
10.一种权利要求1-9任一项所述的改性腐殖酸树脂在农业生产中的应用，特别是作为一种土壤调理剂、植物生长促进剂、水体重金属吸附剂或长效缓释肥料的应用。
