一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液及其提取方法技术

本发明专利技术提供了一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，包括长链烷基三甲基溴化铵、强碱和水。本发明专利技术提供的提取液中长链烷基三甲基溴化铵是阳离子表面活性剂，形成胶束时疏水的碳氢链向内聚集形成非极性微区，在使用时与风化煤混合后，风化煤中大量不溶于水的腐植酸会被增溶在疏水微区中，亲水的铵离子极性头向外，并根据反离子效应，胶束中阳离子极性头附近会富集大量的OH

A kind of water-soluble humic acid salt extract from weathered coal and its extraction method

【技术实现步骤摘要】
一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液及其提取方法
本专利技术涉及腐植酸提取的
，尤其涉及一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液及其提取方法。
技术介绍
腐植酸是动、植物遗骸，主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类有机物质，不但被广泛应用于化工、石油开采、建筑、医药等行业中，在农业生产中也可作为肥料、农药及土壤调理剂等发挥重要作用。天然形成的腐植酸主要存在于泥炭、褐煤、各类风化煤和页岩等含碳沉积岩中。我国有着非常丰富的风化煤资源，尤其以山西、新疆储量最大，质量最好，是不可多得的宝贵资源。然而风化煤中存在的腐植酸化学活性差，多以钙、镁不溶物的形式存在，阻碍了其在工农业生产中的进一步应用，因此选择高效的方法提高风化煤中水溶性腐植酸盐含量并提取，会使风化煤在国民经济发展中发挥更大的作用。应用最广的水溶性腐植酸盐的提取方法是碱提取法(CN101152987A)：将粉碎后的风化煤浸入烧碱溶液中，加热滤去沉淀后干燥得到的固体即为水溶性腐植酸钠固体，然而此种方法提取不充分，严重腐蚀生产设备，产品pH值过高，易对作物产生不良影响，并对土壤造成盐害等。此外常用的酸提取法得到的产品含杂质过多；氧化提取法对生产设备要求高；微生物溶解法工艺复杂等，都存在着弊端。近年来，科学家们为了提高了风化煤中水溶性腐植酸盐的提取效率，对原有的提取方法作了进一步改进，例如CN101353273A利用NH4HCO3和NaOH的混合物作为活化剂，通过调节活化剂及两种物质比例及活化时间来控制腐植酸的活化程度；CN102070375A用氢氧化钠和尿素为活化剂制成的腐植酸脲来制备缓控释肥料；CN1587303A采取的碱金属硅酸盐提取法，不仅提高了水溶性腐植酸盐的提取率，还向肥料中引入了作物所需的硅元素；CN101768019A采用天然有机物快速降解生产水溶性腐植酸肥料，显著提高了腐植酸的提取率，并大大降低了NaOH的用量。然而以上活化剂组成的提取液提取水溶性腐植酸盐的时间较长，很难在短时间内实现水溶性腐植酸盐的高提取率，制约了其在工农业生产中的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，提取水溶性腐植酸盐的时间短，提取率高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，包括长链烷基三甲基溴化铵、强碱和水。优选地，所述长链烷基三甲基溴化铵包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。优选地，所述长链烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度为15～30mol·L-1。优选地，所述长链烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度为20～25mol·L-1。优选地，所述强碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。优选地，所述强碱的摩尔浓度为25～40mol·L-1。优选地，所述强碱的摩尔浓度为35mol·L-1。本专利技术还提供了一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取方法，使用所述提取液提取。优选地，所述风化煤的粒度为100目以上。优选地，所述风化煤的质量与提取液的体积的比值为1g：(5～10)mL。本专利技术提供了一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，包括长链烷基三甲基溴化铵、强碱和水。本专利技术提供的提取液中长链烷基三甲基溴化铵是阳离子表面活性剂，形成胶束时疏水的碳氢链向内聚集形成非极性微区，在使用时与风化煤混合后，风化煤中大量不溶于水的腐植酸会被增溶在疏水微区中，亲水的铵离子极性头(阳离子)向外，并根据反离子效应，胶束中阳离子极性头附近会富集大量的OH-，与不溶于水的腐植酸反应生成水溶性腐植酸盐，大大缩短了提取时间，并进一步提高风化煤中水溶性腐植酸盐的提取率，且提取液可循环多次利用。实施例的结果显示，采用本专利技术提供的提取液提取风化煤中的水溶性腐植酸盐的提取时间为20～60min，水溶性腐植酸盐的提取率为39.8～43wt％。具体实施方式本专利技术提供了一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，包括长链烷基三甲基溴化铵、强碱和水。本专利技术对所述长链烷基三甲基溴化铵的来源和纯度没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述长链烷基三甲基溴化铵的纯度优选为95～97wt％。在本专利技术中，所述长链烷基三甲基溴化铵是阳离子表面活性剂，形成胶束时疏水的碳氢链向内聚集形成非极性微区，在与风化煤混合后，能够将风化煤中大量不溶于水的腐植酸增溶在胶束中，进而提高风化煤中水溶性腐植酸盐的提取，缩短提取时间。在本专利技术中，所述长链烷基三甲基溴化铵优选包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种，进一步优选为十四烷基三甲基溴化铵。在本专利技术中，所述长链烷基三甲基溴化铵为十四烷基三甲基溴化铵时，腐植酸盐提取率最高，这是由于表面活性剂形成的胶束总量决定了胶束催化提取腐植酸盐的提取率，链长低于十四烷基，表面活性剂溶解度高，大量表面活性剂以单体形式分散在水溶液中，形成胶束量少；链长高于十四烷基，表面活性剂溶解度低，形成胶束量低于十四烷基三甲基溴化铵。在本专利技术中，所述长链烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度优选为15～30mol·L-1，进一步优选为20～25mol·L-1。在本专利技术中，所述长链烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度低于此摩尔浓度时，会导致腐植酸盐提取率不高，而高于此摩尔浓度时，体系的粘度太大，浆料过滤速率太低，不利于实际操作。本专利技术对所述强碱的纯度和来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述强碱纯度优选为98wt％。在本专利技术中，所述强碱能够提高腐殖酸的活化程度，在长链烷基三甲基溴化铵形成的胶束的阳离子极性头附近大量富集，促使不溶于水的腐植酸反应生成水溶性腐植酸盐。在本专利技术中，所述强碱优选为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。在本专利技术中，所述强碱的摩尔浓度优选为25～40mol·L-1，进一步优选为35mol·L-1。在本专利技术中，所述强碱的摩尔浓度低于此摩尔浓度时，会导致腐植酸盐提取率不高，而高于此摩尔浓度时，体系的粘度太大，浆料过滤速率太低，不利于实际操作。本专利技术提供的提取液中长链烷基三甲基溴化铵是阳离子表面活性剂，形成胶束时疏水的碳氢链向内聚集形成非极性微区，能够将风化煤中大量不溶于水的腐植酸会被增溶在疏水微区中，亲水的铵离子极性头(阳离子)向外，并根据反离子效应，胶束中阳离子极性头附近会富集大量的OH-，与不溶于水的腐植酸反应生成水溶性腐植酸盐，大大缩短了提取时间，并进一步提高风化煤中水溶性腐植酸盐的提取率，且提取液可循环多次利用。本专利技术对所述提取液的制备方法没有特殊的限定，将各组分混合能够形成澄清溶液即可。在本专利技术中，所述混合方式优选为将长链烷基三甲基溴化铵和强碱在水中混合。本专利技术还提供了一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取方法，使用上述技术方案所述提取液提取。本专利技术提供的提取方法适用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，包括长链烷基三甲基溴化铵、强碱和水。/n

【技术特征摘要】
1.一种风化煤中水溶性腐植酸盐的提取液，包括长链烷基三甲基溴化铵、强碱和水。


2.根据权利要求1所述的提取液，其特征在于，所述长链烷基三甲基溴化铵包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的提取液，其特征在于，所述长链烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度为15～30mol·L-1。


4.根据权利要求3所述的提取液，其特征在于，所述长链烷基三甲基溴化铵的摩尔浓度为20～25mol·L-1。


5.根据权利要求1所述的提取液，其特征在于，所述强...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉文，林海涛，范文静，刘苹，宋效宗，刘洋，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37