本研究以高值化利用可再生的植物资源—淀粉和甘肃丰富的矿产资源--凹凸棒黏土为背景，以产品在沙漠治理中的配套应用为出口，通过高新技术创新与集成，开发同时具有缓释肥料、保水和促进植物生长的多功能智能固沙新材料，将化学固沙和生物固沙相结合，通过材料的有机无机复合和技术集成，解决治沙所需功能化学材料和技术的高效和配套问题；以甘肃民勤的腾格里沙漠为试验基地，通过不同降雨量地区的应用试验，形成具有自主知识产权的专用治理材料和集成技术，最终为大规模的治理提供实用的配套材料和有效可行的技术支撑，形成产品研发—中试放大—应用示范的互动发展模式，在带动资源高值化的同时，达到生态恢复的目的。 本研究涉及的研究成果包括新型多功能复合保水剂的研制、液态复合高分子黏合剂的研制、智能固沙材料的研制及其配套应用技术开发。其中新型多功能复合保水剂和液态复合高分子黏合剂是基础。为此，我们首先从新型保水剂研制入手，针对现有保水剂耐盐碱性能差、成本高等瓶颈因素，通过引入黏土矿物和腐殖酸，在提高保水剂性能和降低其成本的同时，还赋予其缓释肥料的功能。目前，该复合保水剂已在实验室完成小试和中试，并用于本研究涉及的所有试验中，取得了良好的实验数据和实际保水效果。相对于现有市售保水剂，该新型保水剂具有成本低、耐盐碱性能高和具有缓释肥料功能等优点。因此，该新型保水剂具有非常优异的推广应用前景。 另外，采用西部丰富的马铃薯淀粉和无机矿产资源，采用淀粉发泡工艺，研制了具有独特三维网状结构和优异性能的液态复合高分子黏合剂，并与上述新型保水剂及其他材料相结合，得到了智能生态治沙材料。该智能涂层材料可根据水分是否存在而进行开启或关闭，从而达到吸水保水的目的。目前该材料在本项目的研究过程中得到了充分的实验和实际应用考察，目前正与甘肃一企业协商进行工业化生产。由于该材料环境友好、价格较低，且具有很好的使用效果，真正解决了生态恢复过程中的“瓶颈”问题，在西部地区生态修复和沙漠化治理方面具有广阔的应用前景。 在本研究实施过程中，先后采用该智能生态治沙材料在黄河源甘肃玛曲沙化草原和甘肃民勤的腾格里沙漠开展应用试验，取得了较好的效果，形成了配套的集成技术。
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关键词：
固沙材料 保水剂 凹凸棒黏土 淀粉 治沙
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作者：
王爱勤 张俊平 郑易安 宗莉 康玉茹
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作者单位：
中国科学院兰州化学物理研究所
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报告类型：
最终报告
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公开范围：
公开
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全文页数：
36
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项目/课题名称：
低成本多功能仿生固沙新材料
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计划名称：
国家高技术研究发展计划
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编制时间：
2013-08-05
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立项批准年：
2006
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馆藏号：
306--2013-002676