腐植酸应用技术论坛【2】：腐植酸的提取和分离

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1、腐植酸应用技术论坛[2]：腐植酸的提取和分离作者：成绍鑫2008-05-2719:13:40所谓腐植酸的提取（萃取）、分离和分级，不是指得到纯化合物，而只是企图把它们从原料中和无机矿物质及非腐植酸的有机成分分离开来。但由于腐植酸是具有很强络合、吸附性能的胶体物质，要去尽其中的金属离子、硅酸盐等矿物质是不容易的。因此，分离、分级和纯化，仍然是企图得到无机质很少、组分相对均一、分子结构相对接近的一族组分，而不是单独化合物。本节主要从实用角度介绍这方面的处理技术。2.1萃取剂为有效提取出腐植酸，首要条件

2、是充分切断腐植酸与各种金属的结合键，破坏与非腐植物质的极性、非极性吸附力、氢键缔合力等的作用，萃取剂的选择是关键因素。选择萃取剂的原则包括：1）应具有高极性和高介电常数，以利于荷电分子的分散；2）分子尺寸小，以利于渗入腐植酸结构中；3）能破坏已存在的氢键而代之以HA-溶剂间的氢键；4）能固定金属阳离子。符合上述条件的的萃取剂种类很多，包括强碱液、中性盐、有机酸盐、有机溶剂和有机螯合物5类。但Stevenson特别强调，萃取过程一要完全，二要普遍适用，三要不改变腐植酸组成性质。所以，较适用的提取剂是

3、强碱或某些无机盐（NaOH、KOH、Na2CO3、Na4P2O7）、有机碱，包括EDTA（乙二胺四乙酸钠盐）、EDA（乙二胺）、DMF（二甲基甲酰胺）、DMSO（二甲基亚砜）等。一般来说，NaOH和KOH的萃取率最高，其萃取过程属离子交换反应，简化反应式为：HA（COOH）n+nNaOH→HA（COONa）n+nH2O高钙镁腐植酸一般用焦磷酸钠（Na4P2O7）萃取，这是因为Na4P2O7能把与HA结合的等离子置换出来，形成可溶性的HA钠盐和不溶性的焦磷酸盐（复分解反应），反应式为：HA[COOM

4、e(OH)2]m(COOCa1/2)n-m+[(n-m)/4]Na4P2O7→HA[COOMe(OH)2]m(COONa)n-m+[(n-m)/4]Ca2P2O7↓Na2S和Na2CO3也可萃取高钙镁腐植酸。事先用稀盐酸浸泡此类原料，用水洗涤，脱除高价金属离子后再用碱液提取腐植酸，萃取率更高些，但存在HCl的污染处理问题。大多数中性盐和有机溶剂作萃取剂，主要用于研究，生产上实用意义不大。含氮有机试剂作提取剂，还可能被腐植酸不可逆吸附、改变其分子组成结构。2.2提取和分离技术作为一般应用腐植酸的生产

5、,，可以不过分考虑腐植酸组成结构的变化，可在苛刻条件下萃取腐植酸。但用于实验研究所用样品的制取，就必须慎重。腐植酸与非腐植物质的夹带、SiO2胶体的溶出、自动氧化、结构分解、氨基-羰基缩合等化学变化，都可能影响腐植酸的组成，以致同一个腐植酸样品在不同条件下萃取的元素组成、分子量、官能团、结构参数大相径庭。因此，萃取条件既要温和，尽可能使原始HA组成性质不发生太大变化，其操作条件的掌握是至关重要的。大致要点是：1、游离腐植酸提取。一般用0.1~0.5mol/L的NaOH,固/液比1:3~1:5,室温

6、下通氮气操作,尽量避免与氧接触；2、高钙镁腐植酸的提取。一般用0.1mol/L的Na4P2O7溶液(pH≈7)；对极难分离的土壤HA，也可用0.1mol/LNa4P2O7+0.1mol/LNaOH(pH13)提取；3、有的高钙镁低级别煤中的黄腐酸可用阳离子交换树脂、无机酸、丙酮-水-HCl(H2SO4)混合液提取；4、与Fe3+、Al3+等高价离子或其水合氧化物络合的腐植酸复合物，只有用强螯合剂（EDTA-Na等）、DMSO+1%HCl、10%乙酰丙酮+无水蚁酸等分离和提取HA；5、如果想要从土壤

7、和其它物质中直接提取腐植酸的金属-有机络合物，可选用Na型DowexA-1（亚氨二乙酸型）树脂。6、泥炭、有机土壤，甚至某些褐煤中含有一定数量的类脂物质和沥青质（主要为高级脂肪酸的酯类），会干扰腐植酸的萃取，应事先用苯、甲苯或苯-乙醇混合液处理予以脱除。7、泥炭事先用5%HCl处理易水解物；有机土壤中非腐植物质（主要是半纤维素、一些多肽及含氮有机物），应事先用6mol/LHCl在90℃下降解。但水解使HA发生较大化学变化，并损失达40%，更不适用于黄腐酸的分离和提取。8、用离子交换树脂（或膜）、分

8、子吸附膜从水中分离腐植酸，其中XAD-8树脂（非离子型大孔甲基丙烯酸甲酯树脂）吸附最有效，可有效地排除糖类、肽以及化学结合的金属离子；国产的GDX-102是类似的吸附树脂。9、用超声波处理、机械活化、物理分选等等方法对原料预处理,均可有效提高萃取率。用1MHF事先处理土壤，可大大腐植酸提取率。2.3纯化不同方法萃取出来腐植酸几乎都含有较多的无机质。粗腐植酸的纯化主要是脱除无机质，俗称“脱灰”，方法有：1、物理絮凝：在HA的碱提取液中添加适量的Na2SO4，促进细分散的无机胶体加快絮