实施例1
发热气凝胶片层的制备方法如下：
S1：取聚丙烯腈和浓度为7％的NaOH水溶液混合，在恒温油浴锅中加热至95℃搅拌，冷凝回流进行水解反应3h，获得水解产物；聚丙烯腈和NaOH水溶液中的NaOH的质量比为
1:1；S2：将水解产物调节pH为4，加入3倍聚丙烯腈重量的细菌纤维素和去离子水，搅拌
10min；S3：加入细菌纤维素干重15％的交联剂，交联剂为质量比为1:1的丁烷四羧酸和次磷酸钠，搅拌5h；
S4：倒入模具中，进行冷冻干燥，获得多孔保温气凝胶；
S5：将多孔保温气凝胶放入烘箱中，在150℃下交联5min，即得发热气凝胶片层。
实施例2
发热气凝胶片层的制备方法如下：
S1：取聚丙烯腈和浓度为7％的NaOH水溶液混合，在恒温油浴锅中加热至100℃搅拌，冷凝回流进行水解反应3h，获得水解产物；聚丙烯腈和NaOH水溶液中的NaOH的质量比为
1:1；S2：将水解产物调节pH为4，加入4倍聚丙烯腈重量的细菌纤维素和去离子水，搅拌
15min；S3：加入细菌纤维素干重15％的交联剂，交联剂为质量比为1:1的丁烷四羧酸和次磷酸钠，搅拌5.5h；
S4：倒入模具中，进行冷冻干燥，获得多孔保温气凝胶；
S5：将多孔保温气凝胶放入烘箱中，在150℃下交联5min，即得发热气凝胶片层。
实施例3
发热气凝胶片层的制备方法如下：
S1：取聚丙烯腈和浓度为8％的NaOH水溶液混合，在恒温油浴锅中加热至100℃搅拌，冷凝回流进行水解反应3h，获得水解产物；聚丙烯腈和NaOH水溶液中的NaOH的质量比为
1:1；S2：将水解产物调节pH为4，加入5倍聚丙烯腈重量的细菌纤维素和去离子水，搅拌
15min；S3：加入细菌纤维素干重15％的交联剂，交联剂为质量比为1:1的丁烷四羧酸和次磷酸钠，搅拌5.5h；
S4：倒入模具中，进行冷冻干燥，获得多孔保温气凝胶；
S5：将多孔保温气凝胶放入烘箱中，在150℃下交联5min，即得发热气凝胶片层。
实施例4
发热气凝胶片层的制备方法如下：
S1：取聚丙烯腈和浓度为8％的NaOH水溶液混合，在恒温油浴锅中加热至100℃搅拌，冷凝回流进行水解反应3h，获得水解产物；聚丙烯腈和NaOH水溶液中的NaOH的质量比为
1:1；S2：将水解产物调节pH为4，加入4倍聚丙烯腈重量的细菌纤维素和去离子水，搅拌
15min；S3：加入细菌纤维素干重10％的交联剂，交联剂为质量比为1:1的丁烷四羧酸和次磷酸钠，搅拌6h；
S4：倒入模具中，进行冷冻干燥，获得多孔保温气凝胶；
S5：将多孔保温气凝胶放入烘箱中，在150℃下交联5min，即得发热气凝胶片层。
实施例5
发热气凝胶片层的制备方法如下：
S1：取聚丙烯腈和浓度为9％的NaOH水溶液混合，在恒温油浴锅中加热至105℃搅拌，冷凝回流进行水解反应3h，获得水解产物；聚丙烯腈和NaOH水溶液中的NaOH的质量比为
1:1；S2：将水解产物调节pH为4，加入4倍聚丙烯腈重量的细菌纤维素和去离子水，搅拌
15min；S3：加入细菌纤维素干重20％的交联剂，交联剂为质量比为1:1的丁烷四羧酸和次磷酸钠，搅拌6h；
S4：倒入模具中，进行冷冻干燥，获得多孔保温气凝胶；
S5：将多孔保温气凝胶放入烘箱中，在150℃下交联5min，即得发热气凝胶片层。
比表面积的测定：采用吸附仪测试比表面积；
根据发热气凝胶片层的质量和密度，计算孔隙率；
导热系数的测定：采用瞬变平面热源导热系数仪测试导热系数，测试条件为：加热功率50mW、加热时间20s；
压缩强度的测定：测试气凝胶在应变50％的压缩强度，加载速率为15mm/min。
表1
2
  孔隙率(％) 比表面积(m/g) 导热系数(W/(m·K)) 压缩强度(MPa)
实施例1 87.3 32.4 0.029 3.14
实施例2 90.1 33.1 0.025 3.06
实施例3 92.4 34.2 0.022 2.95
实施例4 91.9 33.5 0.023 3.01
实施例5 88.7 32.8 0.028 3.11
经综合比较发热气凝胶片层保温性能和力学强度，选择实施例2和实施例4进行后续的试验。
实施例6
发热保温材料固定化腐熟复合菌的制备方法为：将复合菌与培养液混合后，倒入装有发热气凝胶片层的培养皿中，搅拌1.5h，使复合菌吸附固定于实施例2制备的发热气凝胶片层，即得，其中，复合菌与发热气凝胶片层的质量比为1:20。
复合菌由以下重量份的菌种组成：耐寒短杆菌SDB510份、褐色喜热裂孢菌8份、地衣芽孢杆菌15份，嗜热毁丝霉3份、黑曲霉4份、毛壳菌3份和乳酸菌2份。
实施例7
发热保温材料固定化腐熟复合菌的制备方法为：将复合菌与培养液混合后，倒入装有发热气凝胶片层的培养皿中，搅拌1.5h，使复合菌吸附固定于实施例2制备的发热气凝胶片层，即得，其中，复合菌与发热气凝胶片层的质量比为1:26。
复合菌由以下重量份的菌种组成：耐寒短杆菌SDB510份、褐色喜热裂孢菌8份、地衣芽孢杆菌15份，嗜热毁丝霉3份、黑曲霉4份、毛壳菌3份和乳酸菌2份。
实施例8
发热保温材料固定化腐熟复合菌的制备方法为：将复合菌与培养液混合后，倒入装有发热气凝胶片层的培养皿中，搅拌1.5h，使复合菌吸附固定于实施例2制备的发热气凝胶片层，即得，其中，复合菌与发热气凝胶片层的质量比为1:30。
复合菌由以下重量份的菌种组成：耐寒短杆菌SDB510份、褐色喜热裂孢菌8份、地衣芽孢杆菌15份，嗜热毁丝霉3份、黑曲霉4份、毛壳菌3份和乳酸菌2份。
实施例9
发热保温材料固定化腐熟复合菌的制备方法为：将复合菌与培养液混合后，倒入装有发热气凝胶片层的培养皿中，搅拌1.5h，使复合菌吸附固定于实施例4制备的发热气凝胶片层，即得，其中，复合菌与发热气凝胶片层的质量比为1:26。
复合菌由以下重量份的菌种组成：耐寒短杆菌SDB510份、褐色喜热裂孢菌8份、地衣芽孢杆菌15份，嗜热毁丝霉3份、黑曲霉4份、毛壳菌3份和乳酸菌2份。
测定腐熟复合菌在发热保温材料上的负载率和有效活菌数，结果如表2所示。
表2
  负载率(％) 有效活菌数(亿/g)
实施例6 68.4 56.4
实施例7 68.2 56.4
实施例8 67.2 56.0
实施例9 67.9 56.3
从经济节约角度，选择实施例7进行后续的试验。
实施例10
一种牛粪水腐熟剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将牛粪和实施例7制备的发热保温材料固定化腐熟复合菌搅拌混合，牛粪和发热保温材料固定化腐熟复合菌的质量比为1:2，腐熟处理，堆肥发酵15天，发酵过程中持续搅拌，得到发酵产物；
步骤2：将发酵产物在25℃下干燥，即得牛粪水腐熟剂。
实施例11
一种牛粪水腐熟剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将牛粪和实施例7制备的发热保温材料固定化腐熟复合菌搅拌混合，牛粪和发热保温材料固定化腐熟复合菌的质量比为1:3，腐熟处理，堆肥发酵15天，发酵过程中持续搅拌，得到发酵产物；
步骤2：将发酵产物在25℃下干燥，即得牛粪水腐熟剂。
实施例12
将牛粪水脱水后预晒使其水分为60％，获得预处理的牛粪，在低温环境下(0℃以下气温)，本次实验时温度均在‑1°左右，加入实施例10制备的牛粪水腐熟剂，牛粪水腐熟剂的添加量为预处理的牛粪的0.4％，混拌均匀，发酵16天。
实施例13
将牛粪水脱水后预晒使其水分为60％，获得预处理的牛粪，在低温环境下(0℃以下气温)，本次实验时温度均在‑1°左右，加入实施例11制备的牛粪水腐熟剂，牛粪水腐熟剂的添加量为预处理的牛粪的0.4％，混拌均匀，发酵16天。
对比例1
将牛粪水脱水后预晒使其水分为60％，获得预处理的牛粪，在低温环境下(0℃以下气温)，本次实验时温度均在‑1°左右，加入与实施例12等量的腐熟复合菌，混拌均匀，发酵18天，并延长至26天。
每2天用温度计测定牛粪堆体温度，取粪堆四周和中心为测点，测点深25cm，取5点平均值作为牛粪堆体温度。
种子发芽指数(GI)：分别取实施例12和实施例13的第3天、第7天和第14天的正在发酵中的牛粪，以及对比例1的第7天、第14天、第21天和第26天的正在发酵中的牛粪，将获取的牛粪过滤，取上清液10mL于垫有滤纸的培养皿中，每个培养皿中放置20粒黄瓜种子，同时设置对照(去离子水)，然后置于培养箱中25℃培养48h，测定发芽率和根长，每个样品重复3次，按下式计算：
样品重金属Cd、Zn、Pb、Cu的测定：根据国标法进行测定。
表3牛粪堆体温度
  实施例12 实施例13 对比例1
第2天 48.8 49.6 28.4
第4天 59.6 60.4 30.3
第6天 63.6 65.8 46.7
第8天 63.8 66.4 46.3
第10天 66.7 68.4 49.8
第12天 68.2 68.5 55.4
第14天 65.2 64.9 56.9
第16天 59.3 60.2 53.7
第18天 ‑ ‑ 51.9
第20天 ‑ ‑ 52.6
第22天 ‑ ‑ 46.2
第24天 ‑ ‑ 37.1
第26天 ‑ ‑ 22.3
温度是堆肥过程中微生物活动状况的标志，是表观直接判断堆肥速度及腐熟度的指标。温度在50℃以上保持5‑7天，是杀灭堆料中的致病微生物，保证堆肥卫生学指标合格和堆肥腐熟的重要条件。由表3可以看出，实施例12和实施例13在低温下(本次实验时温度均在‑1°左右)，也可以保持较快的升温速度和良好的升温状态，第2天就基本达到50℃，第4天开始到发酵结束一直保持在50℃以上，而对比例1则是从第10天才开始升温至50℃左右(还未达到50℃)，温度至56.9后就无法再上升，并且8天后开始降温。由此可见，采用本发明的牛粪水腐熟剂能够实现在低温下快速升温，高温期提前和延长，堆肥进程加快。
表4种子发芽指数
  实施例12 实施例13 对比例1
第3天 31.4 31.2 ‑
第7天 60.1 62.4 22.3
第14天 90.3 92.6 50.7
第21天 ‑ ‑ 80.3
第26天 ‑ ‑ 80.9
未腐熟的牛粪施用于植物时，会产生一定的毒性物质，从而抑制植物生长发育。当种子发芽指数GI达到80％时，就可以认为腐熟的牛粪已经没有毒性或确实已经腐熟。从表4可以看出，整个腐熟过程中，种子发芽指数一直呈上升趋势，且实施例12和实施例13的种子发芽指数明显高于对比例1。堆肥结束时，实施例12和实施例13的种子发芽指数达到90％以上，而对比例1的种子发芽指数刚刚超过80％，由此可见，本发明的牛粪腐熟更为彻底。
表5
  实施例12 实施例13 对比例1
2+
Cd (mg/kg) 未检出 未检出 未检出
2+
Zn (mg/kg) 155.2 173.4 521.6
2+
Pb (mg/kg) 未检出 未检出 未检出
2+
Cu (mg/kg) 7.9 5.4 153.6
上述实施例是为了对本技术方案进行清楚、完整的描述，是本发明的部分实施方式，而不是全部的实施方式。但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。