[發明專利]熱溶法原位催化制備黃腐植酸及其鹽的方法

有效

• 申請號: 201610262629.2
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105732730B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 宿新泰;鹿劍;孟俐利;梁小玉;閆寶林;王曉;楊超;王吉德;孫好文;樊金龍;孫萬煌;蔣晨義;馮春全
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: C07G99/00
• 分類號: C07G99/00
• 代理公司: 烏魯木齊博亞思知識產權代理事務所(普通合伙)65110
• 代理人: 王志剛

技術領域

本發明屬于煤的綜合高效利用技術領域，具體來說涉及一種由低階煤通過熱溶法原位催化制備黃腐植酸及其鹽的方法。

背景技術

腐植酸和腐植酸鹽等腐植質由于具有良好的生理活性和吸收、絡合、交換等功能而廣泛應用于農、林、牧、石油、醫藥、環保等領域中。黃腐植酸是腐植酸中分子量最小，活性最高的組成部分，是腐植酸的精華部分，它含有多種含氧官能團，如羥基、羧基、醌基、甲氧基、酚羥基等。黃腐植酸及其鹽已被證明應用于農業上具有節約化肥用量，增強植物抗逆性，改善農產品品質等多重功效。

目前，腐植酸和黃腐植酸可以從風化煤、褐煤等低價煤中提取獲得，常用的提取方法是“堿溶酸析”法，但該方法提取率較低，殘渣排放量大，尤其是對于黃腐植酸的提取率很低。因此，如何利用低階煤有效制備黃腐植酸引起了研究者們的廣泛關注。

專利CN1663986A公開了用硝酸、硫酸處理風化煤，促進其氧化分解制取黃腐植酸的技術。專利CN103588977A公開了用細菌生物氧化降解泥炭制取黃腐植酸的方法。雖然這些方法使黃腐植酸的提取率有所提高，但是它們也表現出對環境污染嚴重、生產周期長的特點，因此，開發一種簡便、高效的由低階煤制備黃腐植酸的方法非常必要。

發明內容

為了克服目前現有技術的不足，本發明提供了一種由低階煤經熱溶法原位催化制備黃腐植酸及其鹽的方法。通過將低階煤粉與銅鹽、氧化劑、強堿混合制成水分散液，在20~80℃下進行反應；銅鹽與強堿反應所生成的納米氧化銅將在氧化劑作用下原位催化低階煤中的腐植酸大分子氧化分解為小分子產物，制得黃腐植酸鹽；進一步用酸調節黃腐植酸鹽溶液的pH值，制得黃腐植酸。

本發明的技術方案如下：熱溶法原位催化制備黃腐植酸及其鹽的方法，該方法其包括以下步驟：（1）將低階煤粉碎、過篩后得到的煤粉與銅鹽溶液、氧化劑及強堿的混合溶液進行混合，形成混合物，其中：低階煤粉與混合溶液的質量比為1 : 2~50，混合溶液中銅鹽溶液、氧化劑、強堿溶液三者的質量比為1 : 1 : 1~5；（2）攪拌上述混合物使其在20~80℃下進行反應1~10h，分離固體產物和液體產物；液體產物濃縮、干燥后即可制得黃腐植酸鹽；或者向液體產物中加入酸溶液使液體產物pH值為2~3，再次分離固液產物，固體產物干燥后制得黃腐植酸。

所使用的低階煤是風化煤、褐煤、泥炭中的一種；所使用的銅鹽溶液是氯化銅、硫酸銅、硝酸銅中的一種與水配置的溶液，其濃度為3~30 wt%；所使用的氧化劑是濃度為10~30 wt%的雙氧水溶液；所使用的強堿溶液是氫氧化鈉或氫氧化鉀與水配置的溶液，其濃度為10~40 wt%；所使用的酸溶液是濃度為10~30 wt%的鹽酸、硫酸及硝酸溶液中的一種。

本發明在反應過程中生成納米氧化銅；反應產物為黃腐植酸鹽和黃腐植酸，黃腐植酸鹽為黃腐植酸鈉或黃腐植酸鉀。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：反應過程中生成的納米氧化銅可原位催化低階煤，使其氧化分解為黃腐植酸鹽，進一步進行加酸處理可制得小分子黃腐植酸。該方法具有較高的提取率、反應溫度低、耗時少、操作簡單、能耗低。這些都使本發明具有極為廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖；圖2為本發明實施例1中反應生成納米氧化銅的粉末X射線衍射譜圖，（a）為帶狀，（b）為片狀；圖3為本發明實施例1中反應生成納米氧化銅的透射電子顯微鏡圖片，（a）為帶狀，（b）為片狀。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明作進一步闡述。這些實施例應理解為僅用于說明本發明而不用于限制本發明的保護范圍。在閱讀了本發明記載的內容之后，基于本發明的原理對本發明所做出的各種改動或修改同樣落入本發明權利要求書所限定的范圍。

實施例1、風化煤粉碎、過篩后得到煤粉，分別配置濃度為10wt%的氯化銅溶液、10 wt%的雙氧水溶液、20wt%氫氧化鉀溶液，將10g風化煤粉與10g氯化銅溶液、10g雙氧水溶液、10g氫氧化鉀溶液混合，攪拌混合物使其在20℃下進行反應6小時，分離固液產物；固體產物的X射線衍射譜圖如圖1所示，透射電子顯微鏡圖片如圖2所示，可以看出反應過程中確實生成了氧化銅，其為納米棒，尺寸為20nm左右；一部分液體產物濃縮、干燥后制得黃腐植酸鉀；向剩余液體產物中加入濃度為20wt%的鹽酸溶液使體系pH值為2，分離固液產物，固體產物干燥后制得黃腐植酸。