孙 彬, 刘子静, 冯莉杰, 冯梦喜

    (河南黑色生态科技股份有限公司 河南新乡 453700)

    矿物源腐殖酸是一种从风化煤、褐煤、泥炭、油母页岩等有机矿物中提取的,具有芳香族、脂肪族及多种官能团结构特征的高分子有机混合物[1]。 因富含有机质和羧基、酚羟基、酮羰基、甲氧基等活性含氧官能团,腐殖酸本身就具备弱酸性、离子交换性、氧化还原性、络(螯)合性等化学性质以及吸附性、胶体性等物理性质[2]。 此外,其内部复杂的官能团、分子结构,使矿物源腐殖酸具备了活化改性的条件,研究者可通过不同的活化改性方式将其应用到不同的场景或领域中,更好地开发腐殖酸的应用价值。

    在工业上,矿物源腐殖酸基于其分子的亲水性、胶体性、络合能力以及吸附分散能力,可以用作钻井液处理剂、电池膨胀剂、水质处理剂、陶瓷添加剂、水煤浆分散剂等[3]。 在农业上,矿物源腐殖酸不仅可以提高氮肥、磷肥、钾肥的利用率,还可刺激作物生长发育及生理代谢,改良土壤,提高土壤微生物活性[4]。 在畜牧养殖上,腐殖酸及其制品在猪、家禽、反刍动物及水产动物上均具有明显的提高生产性能和动物免疫力、改善养殖环境等作用,同时具有治疗某些动物疾病的功效[5]。 在环境保护上,矿物源腐殖酸可以钝化重金属,降低有效态重金属含量及重金属的生物有效性,改善土壤和水体重金属污染;也可减少温室气体的排放,抗雾霾,改善空气质量[6]。 但普通腐殖酸类产品的水溶性、抗絮凝性以及配伍性较差,应用性也受限,所以需要对腐殖酸进行活化改性,以提升其适用性和价值。

    1 矿物源腐殖酸的活化研究

    矿物源腐殖酸的活化方式主要包括物理活化、化学活化以及生物活化。 矿物源腐殖酸活化的目的是增加含氧官能团含量,将大分子的棕黑腐殖酸转化为活性更高的黄腐酸,增强腐殖酸的析出性。 相关研究表明,与未活化的腐殖酸相比,土壤施用活化的腐殖酸后,作物在产量、品质、抗逆性等方面均表现出明显的提升效果[7]。

    1.1 物理活化

    物理活化包括机械活化、超声波活化等。 贺文强等[8]认为机械粉碎是提高腐殖酸中黄腐酸含量的有效方法,其实质为机械设备通过粉碎及剧烈震动等方式,使原料煤粉碎的同时内部发生轻度氧化降解,弱化学键及烷基支链断裂,降低腐殖酸的相对分子质量,提高黄腐酸含量,增强活性 ......