[發明專利]一種腐植酸絡合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011458075.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112778538B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 劉海燕;邢濤;劉昭斌;李智;張奎同;韓嘉;王雯雯;孔魯源
• 申請（專利權）人: 兗礦集團有限公司
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;H01M4/36;H01G11/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種腐植酸絡合物及其制備方法和應用，所述制備方法包括：將腐植酸和尿素加入水中，加熱到80～180℃進行反應，得到所述腐植酸絡合物。所述制備方法過程簡單，不需要額外添加任何活化劑或者絡合劑，有效降低了制備成本，適合大范圍工業化生產應用；制備得到的腐植酸絡合物經高溫燒解后可以作為電極材料應用到鈉離子電池中，使得所述鈉離子電池具有很好的倍率性能。

技術領域

本發明屬于有機絡合物材料技術領域，具體涉及一種腐植酸絡合物及其制備方法和應用。

背景技術

腐植酸是動植物殘體和微生物細胞等經微生物分解和轉化，以及一系列地球化學過程形成和累積的一類成分復雜的天然有機高分子混合物，它在自然界中具有廣泛的來源與分布。腐植酸分子的基本結構是芳環和脂環，環上連有羧基、羥基等官能團；腐植酸因其具有較大比表面積、較強的吸附性，可以與許多重金屬離子發生吸附絡合，絡合產物可適用農業、畜牧業等領域。

腐脲作為腐植酸與尿素反應形成的一種腐植酸絡合物，其制備方法有很多；目前常用的方法是采用有機溶劑或者通過添加反應助劑來制備。CN102503732A公開了一種活性腐脲緩釋復混肥料的制作方法：它是以低活性的腐植酸原料為原料，以尿素和硫酸銨為活化劑，在活化反應罐中利用熔融硫酸銨-脲液對腐植酸原料中的腐植酸進行轉化活化，形成活性腐脲液，將活性腐脲液噴入造粒筒復混肥物料上，進行滾圓造粒、烘干、篩分，制得不同含量配比的腐脲緩釋肥產品。CN103086808A公開了一種馬鈴薯專用的活性腐脲緩釋復混肥料的制作方法：它是以低活性的腐植酸原料為原料，結合復混肥生產設備，以尿素和硫酸銨為活化劑，在活化反應罐中利用熔融硫酸銨-脲液對腐植酸原料中的腐植酸進行轉化活化，形成活性腐脲液，結合復混肥生產，將活性腐脲液噴入造粒筒復混肥物料上，進行滾圓造粒，再經烘干、篩分，制得馬鈴薯專用的腐脲緩釋肥產品，將腐脲活化反應工藝與常規復混肥生產工藝有機結合，二者同時進行，操作工藝簡單、成本低、生產能力大，產品顆粒黑亮圓潤，養分高效緩釋，利用率高等特點。CN105489908A公開了一種腐植酸復合生物炭的制備方法，包括以下步驟：(1)將腐植酸溶解于水中，用NaOH溶液調pH至10～11，攪拌使腐植酸充分溶解；(2)在腐植酸溶液中加入鐵鹽，攪拌后用NaOH溶液調pH至8～9，攪拌，充分反應后冷凍干燥，得固體粉末；(3)將固體粉末在惰性氣體保護下熱解，冷卻后與KOH混合后，于900℃溫度下熱解反應2h，用鹽酸溶液洗，抽濾清洗至中性，于60～100℃下干燥，即得腐植酸復合生物炭，采用廉價易得腐植酸為原料，工藝簡單、反應條件溫和，制備出來的產品比表面積較大且性能穩定，電化學催化活性強，可廣泛應用于鋰離子電池、分子篩、催化劑、超級電容等及相關領域的基礎理論研究。但是上述三種制備腐植酸絡合物的方法都較為復雜，過程繁瑣，并且都需要使用添加劑，增加了制備成本，不適用于工業化大批量生產，限制了其應用。

因此，開發一種不添加任何助劑且方法簡單的腐植酸絡合物的制備方法，具有重要的研究意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種腐植酸絡合物及其制備方法和應用，所述制備方法將腐植酸和尿素在80～180℃下進行反應，僅需這一步即可得到所述腐植酸絡合物；所述反應過程簡單且不需要添加活化劑和絡合劑，得到的腐植酸絡合物為微納米多孔結構，可以作為電極材料應用到離子電池或超級電容器中，具有重要研究價值。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種腐植酸絡合物的制備方法，所述制備方法包括：將腐植酸和尿素加入水中，加熱到80～180℃(例如90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃或170℃等)進行反應，得到所述腐植酸絡合物。