[發明專利]一種多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310607733.0
• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116622089A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 張康;張瑞寧;王晨;楊曉武;代方方
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C05F11/02;C05G3/80
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 張曉凱

本發明公開了一種多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制備方法和應用，將三乙醇胺、三氯化磷和溶劑混合，溶解后，加入催化劑，再加入腐植酸和溶劑的混合溶液，升溫反應結束后，旋蒸除去溶劑，經熱水洗滌，靜置后過濾，真空干燥，得到三乙醇胺改性腐植酸；再將三乙醇胺改性腐植酸溶解在溶劑中，在低溫下緩慢滴加磺化劑，反應結束后，旋蒸除去溶劑，經水洗，離心，真空干燥，得到多磺酸基抗絮凝型腐植酸。本發明利用三乙醇胺對腐殖酸進行改性，降低腐殖酸分子周圍的羧基含量，同時提高磺化位點，通過磺化劑引入高親水性的磺酸基團，提高了腐植酸抗絮凝極限值，親水官能團含量，改善抗硬水性能，同時保留了腐植酸的生物活性，進而提高腐植酸的綜合利用。

技術領域

本發明涉及水溶性腐植酸肥料技術領域，特別涉及一種多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制備方法和應用。

背景技術

我國能源結構中煤占據了主體結構，以褐煤為代表的低階煤的開發和利用受到了極大關注。褐煤中含有較多的原生腐植酸，適合制備水溶性腐植酸肥料。腐植酸是一種天然物質，是含有羧基、酚羥基等官能團的有機大分子，在農業、醫學和工業等領域具有重要作用。如在農業中施用腐植酸肥料不僅能使農作物增產，促進根系生長，提高作物的抗逆性。但是在實際使用中，腐植酸在硬水中的溶解性小，因其具有弱酸性，容易與水中的金屬離子反應發生絡合吸附，每克腐植酸絡合吸附金屬離子能達到幾百毫克，產生絮凝沉淀影響增肥效果。

目前解決腐植酸抗絮凝的主要途徑是用強氧化劑氧化將大分子量的棕黑腐酸轉變成易溶的小分子量的黃腐酸，但強氧化物等危化品會對土壤地層造成危害；或用高效螯合劑復配腐植酸微肥，使螯合劑與金屬離子形成穩定的螯合劑，但螯合劑用量大，成本高。當下關于探究在分子結構層面上提高腐植酸的抗絮凝性能研究較少，主要途徑是引入親水性磺酸基團，如采用甲醛與無水亞硫酸鈉對腐植酸分子進行磺甲基化改性，但存在制備方法操作復雜，引入較少的磺酸基對抗絮凝性能的提升不明顯等缺點。

因此，亟需探索如何提高腐植酸的抗絮凝特性，通過對改性腐植酸分子的結構變化進行研究，在微觀層面上改變腐植酸的親水性，提高抗絮凝性能，進而提高腐植酸的綜合利用效果。

發明內容

為了克服腐植酸不耐硬水的缺點，本發明的目的在于提供一種多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制備方法和應用，以解決腐植酸在硬水中易絮凝沉淀的技術問題，從而降低了腐植酸分子周圍的羧基含量，增加了磺化位點從而提高親水性。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開了一種多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制備方法，包括以下步驟：

1)將三乙醇胺、三氯化磷和溶劑混合，充分溶解后，先加入催化劑，再加入腐植酸和溶劑的混合溶液，然后升溫反應結束后，旋蒸除去溶劑，經洗滌，靜置后過濾，真空干燥，得到三乙醇胺改性腐植酸；

2)將步驟1)制得的三乙醇胺改性腐植酸充分溶解在溶劑中，降溫后，加入磺化劑，反應結束后，旋蒸除去溶劑，經水洗，離心，真空干燥，得到多磺酸基抗絮凝型腐植酸。

優選地，步驟1)中，所述溶劑為二氯甲烷或丙酮中的一種；所述催化劑為濃硫酸。

優選地，步驟1)中，所述混合溶液由腐植酸和溶劑按照質量比為1:(3～5)混合而成。

優選地，步驟1)中，所述腐植酸：三乙醇胺：三氯化磷：溶劑的質量比為1∶(4～6)∶(0.5～1)∶15。

優選地，步驟1)中，所述加入混合溶液的溫度為50～60℃；加入混合溶液的時間為15～30min。

優選地，步驟1)中，所述反應溫度為120～140℃，反應時間為3～5h。

優選地，步驟2)中，所述磺化劑為氯磺酸；所述三乙醇胺改性腐植酸：磺化劑：溶劑的質量比為1：(3～6)：15。