苗婷婷, 冯梦喜, 刘海飞, 赵 洁, 刘艳婷, 刘 平, 郭振军

    (河南黑色生态科技有限公司 河南新乡 453700)

    腐殖酸作为地球上最为丰富的天然有机物,早已受到了人们的关注。 腐殖酸是动植物遗骸在复杂的自然环境中,经历千百万年演变形成的一种组成复杂、具有脂肪-芳香族结构的异质性大分子有机酸聚合胶体类混合物[1]。 干燥的腐殖酸是一种无定形疏松的粉状物质,颜色一般呈黄色到黑色[2]。 腐殖酸分散到水中形成胶体分散系,颗粒直径为几十到几百纳米,具有很大的比表面积。 其主要由碳、氧、氢、氮及少量的硫、磷、硅、金属元素等组成,大多数的氧存在于分子中的羧基、羟基、羰基、肽键等活性官能团中[3]。

    结构决定性质,性质决定应用。 腐殖酸因有大的比表面积及大量的活性官能团,故具有独特的理化性质,如氧化还原性、络合(螯合)性、弱酸性、离子交换性、光化学性质、表面活性及生物活性等[4]。 这些独特的理化特性使得腐殖酸及腐殖酸类物质在工业、农业、畜牧养殖业、环境保护、医药等多种领域有着重要的应用[2,5]。

    腐殖酸按照来源可分为天然腐殖酸和人造腐殖酸,人造腐殖酸在组成和结构上与天然腐殖酸差别较大[6],本文主要讨论天然腐殖酸。 天然腐殖酸是大自然赠予人类的瑰宝,根据来源将其分为土壤腐殖酸、煤炭(矿物源)腐殖酸、水体腐殖酸等三大类[7]。 土壤腐殖酸和水体腐殖酸富集程度低,不适宜作为资源开发,而低级别的煤炭(泥炭、褐煤和风化煤)作为燃料利用价值很低,是目前生产腐殖酸类物质的主要原料[2,8]。 煤炭虽含有丰富的天然腐殖酸,但还含有大量的无机矿物及非腐殖酸的有机成分,如直接利用,较低的腐殖酸纯度难以满足人们对腐殖酸类物质的实际需求和研究需要,因此需要将腐殖酸从煤炭资源中提取出来,并除去腐殖酸本身通过物理化学方式结合的杂质,即进行腐殖酸的提取和纯化。 本文对腐殖酸的提取、活化以及纯化方法等进行综述,同时对腐殖酸类物质在日用化学品上的应用作了阐述及展望,以期为从事腐殖酸研究应用的工作者提供参考。

    1 煤炭腐殖酸的提纯

    我国煤炭资源丰富,低阶煤炭中含有大量的原生和再生腐殖酸,从煤炭中提取腐殖酸是获得天然腐殖酸行之有效的方法[9]。 腐殖酸是结构和组成各不相同的弱酸混合物,其形成条件复杂,具有很强的吸附、络合性,海绵状的腐殖酸胶团很容易固定和吸附其他的有机无机杂质。 因此,腐殖酸提纯后仍得不到纯净物。 腐殖酸的提纯分为两个过程:一是提取过程,即将腐殖酸组分从原料煤中提取分离出来,得到含较多杂质的不同组分的混合物;二是纯化过程,即尽可能去除腐殖酸中杂质的过程,得到含有较少量杂质的不同组分的混合物 ......