本发明涉及环境生态修复，具体涉及一种用于构建可汲取空气水分的植生层的材料及制备方法。
背景技术：
1、水是农业粮食生产的基本环境因子。然而，旱地占地球陆地面积的40%以上，其中包括全球45%的农业用地。气候变化和人为污染加剧了沙漠化，使农业生产面临缺水的威胁。特别是在干旱地区，将作物种植从复杂的水供应链中解放出来将对降低成本产生重大影响，并提供明显的生态优势，这种迫切的需求促使人们探索一种新的水资源——大气水，它可以不受地理和水文条件的限制而被利用。大气集水（awh）技术实现了从空气中获取水的被动方法，这种技术不需要集中供水和供电，从而为农业的能源可持续性带来了希望。土壤中的水分管理对于防止蒸发和排水造成的水分流失也很重要。
2、申请号为201980032835.6的中国专利公开了一种收集水蒸气的材料和装置，其包含易潮解的盐、光热剂以及含有易潮解的盐和光热剂的聚合物凝胶基质。在收集大气水的材料中包含光热剂使收集大气水的材料在自然日光下产生热量，这使得收集大气水的材料被加热并被蒸发掉吸收的水蒸气，上述方案主要通过吸水并升温释放水的方式实现集水功能，主要用于清洁水分的获取。然而，农业灌溉用水需求量巨大，且需要清洁水的再次分配，如能利用空气集水技术直接调控土壤水分的功能，实现水分自持能力十分重要，其应用前景广阔。
技术实现思路
1、本发明提供了一种用于构建可汲取空气水分的植生层的材料及制备方法，解决了现有技术存在的无法实现水分自持以及调控土壤水分的问题。
2、为了解决该技术问题，本发明提供了如下技术方案：
3、一种用于构建可汲取空气水分的植生层的材料，包括：
4、聚合物凝胶基质；
5、和负载于所述聚合物凝胶基质上的亲水性天然高分子；
6、以及易潮解的盐。
7、优选地，所述聚合物凝胶基质包含聚(丙烯酸)、聚(乙烯吡咯烷酮) 、聚(丙烯酰胺)、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)、聚(2-羟乙基乙烯基醚)和聚(n-异丙基丙烯酰胺)中的至少一种。
8、优选地，负载于所述聚合物凝胶基质上的亲水性天然高分子选自壳聚糖、淀粉或海藻酸钠中的一种或几种。
9、优选地，易潮解的盐为氯盐或硝酸盐。
10、更优选地，所述硝酸盐为硝酸锌或硝酸钙；所述氯盐选自氯化锂licl、氯化钙cacl2、氯化镁mgcl2、氯化锌或氯化铁fecl3中的任意一种。
11、本方案还提供了一种上述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料的制备方法，包括：
12、形成负载亲水性天然高分子的聚合物凝胶基质；
13、冷冻干燥负载亲水性天然高分子的聚合物凝胶基质，形成聚合物气凝胶；和
14、将聚合物气凝胶浸入包含易潮解的盐的溶液，取出所述聚合物气凝胶，干燥后即得所述用于构建可汲取空气水分的植生层的材料。
15、优选地，所述形成负载亲水性天然高分子的聚合物凝胶基质包括：将亲水性天然高分子在溶剂中溶解形成亲水性天然高分子溶液；将聚合物凝胶基质的单体与亲水性天然高分子溶液混合，使单体溶解，得单体混合液；
16、向单体混合液加入交联剂、引发剂，搅拌反应形成负载亲水性天然高分子的聚合物凝胶基质。
17、优选地，所述溶剂选自有机酸溶液或者水；优选地，所述有机酸溶液选自乙酸溶液或丙酸溶液；优选地，所述聚合物凝胶基质的单体选自丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、n-乙烯吡咯烷酮、环氧乙烷、醋酸乙烯酯、2-羟乙基乙烯基醚；优选地，所述联剂选自n,n' -亚甲基丙烯酰胺mba；优选地，所述引发剂选自过硫酸钾或过硫酸铵。
18、优选地，所述冷冻干燥包括：将聚合物凝胶基质用去离子水冲洗并浸泡溶胀，然后置于-20℃预冷冻12 h后，继续真空冷冻干燥48 h直至样品干燥，形成聚合物气凝胶。
19、优选地，所述易潮解的盐的溶液的浓度为0.0125 g/ml-0.05 g/ml。
20、本方案还提供了一种可汲取空气水分的植生层，包括上述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料和植生土；所述用于构建可汲取空气水分的植生层的材料掺量为0.3%-2.4%。
21、本发明和现有技术相比，具有以下优点：
22、本方案在聚合凝胶基础上，考虑到宏量化生产和规模化应用的经济成本和锂资源可持续性受限问题，借助生物分子负载于聚合凝胶基质上，并负载cacl2等易潮解的盐实现吸湿动力功能，构建性能优良、环境友好、经济可行、生态可持续的生物聚合凝胶，解决了干旱低湿度沙漠环境植物生长水分需求；
23、本方案负载于所述聚合物凝胶基质上的亲水性天然高分子基体，亲水性天然高分子的引入，不仅有利于水分的吸收、运输、存储以及易潮解盐的负载，且亲水性天然高分子的引入增强了储水容量，同时可以提升凝胶的机械性能。
24、将冷冻干燥后的负载有亲水性天然高分子的聚合物凝胶基质浸泡在易潮解的盐溶液中，溶液中的离子与气凝胶骨架上的羰基发生络合反应，除此以外还有大量的易潮解的盐分布在气凝胶孔道与表面上，由于盐的覆盖，这样增加了吸湿性盐与空气水分子的接触面积，有利于提高其吸湿性能。
25、本方案的材料与土体构建的植生层，在干旱胁迫下气凝胶材料对植物生长和发育的具有积极的影响，凝胶材料增强了土壤水分吸附自持能力。
1.一种用于构建可汲取空气水分的植生层的材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料，其特征在于，其中所述聚合物凝胶基质包含聚(丙烯酸)、聚(乙烯吡咯烷酮) 、聚(丙烯酰胺)、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)、聚(2-羟乙基乙烯基醚)和聚(n-异丙基丙烯酰胺)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料，其特征在于，负载于所述聚合物凝胶基质上的亲水性天然高分子选自壳聚糖、淀粉或海藻酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料，其特征在于，易潮解的盐为氯盐或硝酸盐。
5.根据权利要求4所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸锌或硝酸钙；所述氯盐选自氯化锂licl、氯化钙cacl2、氯化镁mgcl2、氯化锌或氯化铁fecl3中的任意一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料的制备方法，其特征在于，所述形成负载亲水性天然高分子的聚合物凝胶基质包括：
8.根据权利要求6所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥包括：将聚合物凝胶基质用去离子水冲洗并浸泡溶胀，然后置于-20℃预冷冻12 h后，继续真空冷冻干燥48 h直至样品干燥，形成聚合物气凝胶；所述易潮解的盐的溶液的浓度为0.0125g/ml-0.05g/ml。
9.根据权利要求7所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自有机酸溶液或者水；优选地，所述有机酸溶液选自乙酸溶液或丙酸溶液；优选地，所述聚合物凝胶基质的单体选自丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、n-乙烯吡咯烷酮、环氧乙烷、醋酸乙烯酯、2-羟乙基乙烯基醚；优选地，所述交联剂选自n,n' -亚甲基丙烯酰胺mba；优选地，所述引发剂选自过硫酸钾或过硫酸铵。
10.一种可汲取空气水分的植生层，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的用于构建可汲取空气水分的植生层的材料和植生土；所述用于构建可汲取空气水分的植生层的材料掺量为0.3%-2.4%。
