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[成果15] 年青褐煤H2O2降解生产黄腐酸工艺及产物性质

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发表时间:2022-09-04 13:20作者:王磊来源:fzstd.com

背景:腐植酸类物质在褐煤、泥炭等低阶煤中含量较高,该化合物在农业、工业、医药卫生等领域有着广泛的应用。但直接从原煤中提取的腐植酸相对分子质量较大,黄腐酸质量摩尔浓度低,活性不强,如何提高低阶煤中腐植酸及腐植酸中活性官能团的质量摩尔浓度,在国内外已有一定的研究。近年来,研究者还发现,褐煤、风化煤、泥炭经HNO3氧化后黄腐酸的产率有显著提高,该黄腐酸相对分子质量小、水溶性更好、渗透能力更强、活性官能团质量摩尔浓度更高。此类物质在许多领域备受重视,尤其在农业和医药方面的应用更为突出。但在生产中,常用的HNO3降解法对环境不友好,会产生一定的污染;同时,所制备的硝基黄腐植酸在某些领域的应用有一定的局限性。本课题组在研究中发现,云南金所年青褐煤经H2O2降解所制备的黄腐酸对小老鼠具有醒酒保肝作用。本文探索用H2O2降解该褐煤制备黄腐酸的最佳工艺条件,并对以优化工艺制备的黄腐酸进行了组分性质分析,以期为云南金所年青褐煤的开发及在医药保健食品领域的应用寻找更有效的途径及提供必要的依据。

摘要:我们对云南金所年青褐煤进行H2O2降解制备黄腐酸的试验研究,通过透析将黄腐酸分为相对分子质量不同的7个级分,对其进行元素分析、红外光谱等研究。结果表明:对黄腐酸产率影响最大的因素是煤与氧化剂质量比,其次是氧化降解时间,氧化剂质量分数影响最小。优化工艺:煤与H2O2质量比1: 0.38,氧化降解温度30 ℃,氧化降解时间180 min ,H2O2质量分数为15%,在此条件下黄腐酸产率达19%。理化分析结果表明:降解产物黄腐酸中总酸性基团、羧基质量摩尔浓度显著提高;随着相对分子质量的增加,氧元素和含氧官能团减少。

发明专利:以上研究成果,本团队还申请并授权了一个发明专利【褐煤氧化降解生产腐植酸及其盐的方法(ZL 200810233669.X)】,摘要如下:本发明公开了一种年青褐煤氧化降解生产腐植酸及其盐的方法。该法包括将含腐植酸的褐煤与过氧化氢水溶液进行氧化反应。反应完成后,离心分离,上清液过滤、浓缩干燥得到水溶性黄腐植酸;在黄腐植酸中加入碱,制得黄腐植酸盐类产品;生产黄腐酸后的残渣沉淀物加碱抽提,离心分离,上清液加入酸中和至pH值为1~2,加热或室温反应,反应完成后离心分离,沉淀干燥后即为提纯棕腐酸;如直接将上部中的上清液浓缩干燥得腐植酸盐。通过该方法,可以提高年青褐煤中黄腐植酸及总腐植酸的产率,同时增加腐植酸中的活性基团。可同时生产黄腐酸及黄腐酸盐、棕腐酸及棕腐酸盐产品。尤其是克服了使用硝酸作为氧化降解试剂所造成的环境污染。另外,本方法工艺路线短,成本低,对设备要求简单,条件温和,能应用于工业大生产,具有良好的应用前景。

文献来源:张水花,李宝才,张惠芬,毕艳艳,刘建珍.年青褐煤H2O2降解生产黄腐酸工艺及产物性质[J].化学工程,2010,38(04):85-88.

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