稻秸秆硝解制备黄腐酸和腐植酸研究
2021-04-10李斌斌吴诗勇吴幼青高晋生
华东理工大学学报(自然科学版) 2021年2期
李斌斌, 吴诗勇, 吴幼青, 黄 胜, 高晋生
(华东理工大学能源化工系,上海 200237)
黄腐酸(FA)和腐植酸(HA)是腐殖质中无定形的有机混合物[1],FA 相较于HA 具有更小的分子量和更高的生物活性,并含有丰富的羧基、酚羟基、醌基、甲氧基等多种官能团[2],广泛应用于农业[3]、工业[4]、医疗[5]及环境[6]等领域。矿物源和生化源是目前HA和FA 生产的主要来源,矿物源是对风化煤、泥炭等进行HNO3氧化[7]、双氧水活化[8]、氨解[9]等化学活化过程后提取而得,生化源主要是通过菌种发酵生物质资源[10]活化获得。
研究表明,HNO3具有很强的氧化性,对低阶煤中的有机物有降解、硝化、氧化等多重作用[11],对于提高FA 和HA 的含量,降低其分子量,提高含氧官能团含量作用明显[12]。秸秆具有与低阶煤较为相似的成分和结构特征,且我国的农作物秸秆资源丰富,各类农作物约为7×109t,其中水稻、小麦和玉米等约有5×109t[13],是可替代煤炭资源制取FA 和HA 的原料。以秸秆为原料与HNO3反应制取FA 和HA 可以拓宽其生产途径,并有效降解秸秆,解决秸秆焚烧污染的环境问题[14]。
吕品等[15]用多种处理液降解秸秆制取HA,认为采用HNO3和乙酸处理较为有效,但用化学法氧化秸秆制备HA 的研究还不够深入。本文对HNO3氧化硝解秸秆制取FA 和HA 的工艺进行较为系统的研究,对影响FA 和HA 收率的因素进行考察并得出正交试验阶段制备FA 的较优工艺条件,对产物FA 和HA 进行分析表征,为实际生产提供了必要的理论依据。
1 实验部分
1.1 原料与试剂
实验原料为稻秸秆,选自江苏省高邮市,粉碎后过100 目(150 μm)筛,60 ℃烘干备用。……
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