一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制备方法和应用，将三乙醇胺、三氯化磷和溶剂混合，溶解后，加入催化剂，再加入腐植酸和溶剂的混合溶液，升温反应结束后，旋蒸除去溶剂，经热水洗涤，静置后过滤，真空干燥，得到三乙醇胺改性腐植酸；再将三乙醇胺改性腐植酸溶解在溶剂中，在低温下缓慢滴加磺化剂，反应结束后，旋蒸除去溶剂，经水洗，离心，真空干燥，得到多磺酸基抗絮凝型腐植酸。本发明专利技术利用三乙醇胺对腐殖酸进行改性，降低腐殖酸分子周围的羧基含量，同时提高磺化位点，通过磺化剂引入高亲水性的磺酸基团，提高了腐植酸抗絮凝极限值，亲水官能团含量，改善抗硬水性能，同时保留了腐植酸的生物活性，进而提高腐植酸的综合利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水溶性腐植酸肥料
，特别涉及一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国能源结构中煤占据了主体结构，以褐煤为代表的低阶煤的开发和利用受到了极大关注。褐煤中含有较多的原生腐植酸，适合制备水溶性腐植酸肥料。腐植酸是一种天然物质，是含有羧基、酚羟基等官能团的有机大分子，在农业、医学和工业等领域具有重要作用。如在农业中施用腐植酸肥料不仅能使农作物增产，促进根系生长，提高作物的抗逆性。但是在实际使用中，腐植酸在硬水中的溶解性小，因其具有弱酸性，容易与水中的金属离子反应发生络合吸附，每克腐植酸络合吸附金属离子能达到几百毫克，产生絮凝沉淀影响增肥效果。
[0003]目前解决腐植酸抗絮凝的主要途径是用强氧化剂氧化将大分子量的棕黑腐酸转变成易溶的小分子量的黄腐酸，但强氧化物等危化品会对土壤地层造成危害；或用高效螯合剂复配腐植酸微肥，使螯合剂与金属离子形成稳定的螯合剂，但螯合剂用量大，成本高。当下关于探究在分子结构层面上提高腐植酸的抗絮凝性能研究较少，主要途径是引入亲水性磺酸基团，如采用甲醛与无水亚硫酸钠对腐植酸分子进行磺甲基化改性，但存在制备方法操作复杂，引入较少的磺酸基对抗絮凝性能的提升不明显等缺点。
[0004]因此，亟需探索如何提高腐植酸的抗絮凝特性，通过对改性腐植酸分子的结构变化进行研究，在微观层面上改变腐植酸的亲水性，提高抗絮凝性能，进而提高腐植酸的综合利用效果。

技术实现思路

[0005]为了克服腐植酸不耐硬水的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸及其制备方法和应用，以解决腐植酸在硬水中易絮凝沉淀的技术问题，从而降低了腐植酸分子周围的羧基含量，增加了磺化位点从而提高亲水性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)将三乙醇胺、三氯化磷和溶剂混合，充分溶解后，先加入催化剂，再加入腐植酸和溶剂的混合溶液，然后升温反应结束后，旋蒸除去溶剂，经洗涤，静置后过滤，真空干燥，得到三乙醇胺改性腐植酸；
[0009]2)将步骤1)制得的三乙醇胺改性腐植酸充分溶解在溶剂中，降温后，加入磺化剂，反应结束后，旋蒸除去溶剂，经水洗，离心，真空干燥，得到多磺酸基抗絮凝型腐植酸。
[0010]优选地，步骤1)中，所述溶剂为二氯甲烷或丙酮中的一种；所述催化剂为浓硫酸。
[0011]优选地，步骤1)中，所述混合溶液由腐植酸和溶剂按照质量比为1:(3～5)混合而成。
[0012]优选地，步骤1)中，所述腐植酸：三乙醇胺：三氯化磷：溶剂的质量比为1∶(4～6)∶(0.5～1)∶15。
[0013]优选地，步骤1)中，所述加入混合溶液的温度为50～60℃；加入混合溶液的时间为15～30min。
[0014]优选地，步骤1)中，所述反应温度为120～140℃，反应时间为3～5h。
[0015]优选地，步骤2)中，所述磺化剂为氯磺酸；所述三乙醇胺改性腐植酸：磺化剂：溶剂的质量比为1：(3～6)：15。
[0016]优选地，步骤2)中，所述反应温度为10～20℃；反应时间为2～4h。
[0017]本专利技术还公开了上述制备方法制得的多磺酸基抗絮凝型腐植酸。
[0018]本专利技术还公开了上述多磺酸基抗絮凝型腐植酸在制备水溶性腐植酸肥料中的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术公开了一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，选取腐植酸为原料，利用三乙醇胺对腐植酸进行改性，降低腐植酸分子周围的羧基含量，同时提高磺化位点，用磺化剂进行磺化，通过磺化剂引入高亲水性的磺酸基团，使制得的多磺酸基抗絮凝型腐植酸抗絮凝极限值及亲水官能团含量均有所提高，抗硬水性能得到改善。与腐植酸的絮凝极限值46mmol/L相比，本专利技术制得的多磺酸基抗絮凝型腐植酸的絮凝极限值最小可达7.0mmol/L，说明本专利技术制备的多磺酸基抗絮凝型腐植酸的抗絮凝性能明显得到改善。此外，本专利技术采用三乙醇胺改性腐植酸，成本低廉、稳定性好、反应机理明确，反应过程简单易控制，适合扩大生产。
[0021]本专利技术还公开了上述制备方法制得的多磺酸基抗絮凝型腐植酸，该多磺酸基抗絮凝型腐植酸含有较多的高亲水性磺酸基团，且保留了腐植酸的生物活性，大分子易吸附排列在空气/水表面，形成胶束从而降低水的表面张力，水溶性增强，具有良好的抗絮凝效果。
[0022]本专利技术还公开了上述多磺酸基抗絮凝型腐植酸在制备水溶性腐植酸肥料中的应用，多磺酸基抗絮凝型腐植酸水溶性增强，更易土壤吸收，避免了腐植酸肥料在硬水中配制产生絮凝物影响农作物吸收，造成腐植酸的浪费。
附图说明
[0023]图1为本专利技术公开的多磺酸基抗絮凝型腐植酸的合成线路图；其中，(a)为多磺酸基抗絮凝型腐植酸的合成线路图，(b)为腐殖酸结构通式；
[0024]图2为本专利技术实施例1制备的多磺酸基抗絮凝型腐植酸与腐殖酸原料的絮凝极限值效果测试；其中，(a)为腐殖酸原料，(b)为多磺酸基抗絮凝型腐植酸。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0028]本专利技术公开了一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，包括以下步骤：
[0029]1)在三口烧瓶中加入三乙醇胺、三氯化磷和二氯甲烷或丙酮中一种，充分溶解后加入浓硫酸，在50～60℃下缓慢滴加混合溶液，该混合溶液是由腐植酸与溶剂按照1∶(3～5)的质量比混合制得，在15～30min内滴加完毕，后升温至120～140℃后反应3～5h至完全，旋蒸除去溶剂，热水洗涤静置3～4次后过滤，真空干燥，得到三乙醇胺改性腐植酸；
[0030]2)将步骤1)制得的三乙醇胺改性腐植酸和二氯甲烷或丙酮中一种加至三口烧瓶中混合充分溶解，降温至10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将三乙醇胺、三氯化磷和溶剂混合，充分溶解后，先加入催化剂，再加入腐植酸和溶剂的混合溶液，然后升温反应结束后，旋蒸除去溶剂，经洗涤，静置后过滤，真空干燥，得到三乙醇胺改性腐植酸；2)将步骤1)制得的三乙醇胺改性腐植酸充分溶解在溶剂中，降温后，加入磺化剂，反应结束后，旋蒸除去溶剂，经水洗，离心，真空干燥，得到多磺酸基抗絮凝型腐植酸。2.根据权利要求1所述的多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述溶剂为二氯甲烷或丙酮中的一种；所述催化剂为浓硫酸。3.根据权利要求1所述的多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述混合溶液由腐植酸和溶剂按照质量比为1:(3～5)混合而成。4.根据权利要求1所述的多磺酸基抗絮凝型腐植酸的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述腐植酸：三乙醇胺：三氯化磷：溶剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张康，张瑞宁，王晨，杨晓武，代方方，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：