[发明专利]一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法

说明书

本发明公开了一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法，属于腐植酸活化技术领域。所述方法包括以下步骤：以研磨后的褐煤原煤粉末作为活化底物，烟气脱硫产物作为活化液；向活化底物中加入活化液，同时加入磁性金属/碳量子点催化剂，高速混匀后，在25～50℃下，搅拌反应10～30分钟，制备得到活化褐煤腐植酸物。本发明利用烟气脱硫产物含有大量的亚硫酸根离子的特点，通过磁性金属/碳量子点的催化作用，使得以硫元素为中心的自由基大量产生，通过自由基反应将褐煤中的难以利用的大分子腐植酸活化成水溶性小分子腐植酸，得到含多种官能团的高品质、高生理活性小分子腐植酸。

技术领域

本发明涉及腐植酸活化技术领域，具体涉及一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法。

背景技术

腐植酸如今在市场上的需求量很大，因为其结构中含有丰富的羧基、酚羟基、羰基、磺酸基和甲氧基等活性含氧官能团，这些活性基团使其应用非常广泛，比如在农业上，它可对肥料起到增效作用；对植物起到促生以及耐盐，抗寒抗旱等作用；通过提高土壤水稳性团聚体，还能改善土壤结构；另外还有固定重金属，进行土壤修复等功效。腐植酸其实广泛存在于自然界中，但很难直接利用，需要经过活化作用，使大分子结构腐植酸变为小分子腐植酸，同时增加其活性基团含量，活化后的可溶性增加的腐植酸，才能投入下一步的生产。

制备腐植酸的原料有多种，但褐煤是一个很好的原料来源途径，一方面是因为我国褐煤资源非常丰富，已探明保有储量达1303亿吨，另一方面由于其热值低、挥发成分高，不宜用作燃料，直接堆放在矿场会造成资源的浪费以及环境的污染。因此如果通过高效的活化作用，使褐煤中大量不能被利用的大分子腐植酸结构，转化成可被植物吸收利用的水溶性小分子腐植酸，这将提高其使用价值，实现资源的最大化利用。而现有的腐植酸活化方法主要分为物理法，化学法，生物法三类方法，这三类活化法各有其优缺点，物理活化及生物活化对环境的影响来说比较小，但活化效率比较低，而化学活化法虽然效率比较高，但是对设备的要求比较高，对环境的影响也比较大。在实际生产中，主要采用的就是硝酸氧化降解这类化学活化法对褐煤进行活化，但是硝酸腐蚀性太强，需要的设备要求很高，不易于操作，环境污染也比较严重，另外，强酸强碱的活化方式非常容易破坏生产所需的小分子腐殖酸的官能团结构。因此，寻找一种能够高效温和活化褐煤腐植酸的方法非常重要，不仅能解决褐煤资源得不到最大化利用的问题，也能为高品质腐植酸的生产提供方法。

目前，由于煤炭一直占我国总能源生产及消耗的70％以上，它燃烧生产的SO₂已成为我国大气污染的主要污染物之一。烟气氨法脱硫技术就是目前针对这一问题研究出的较为成熟且已经工业化的脱硫工艺，而氨法脱硫工艺而产生的含较高浓度亚硫酸铵的脱硫浆液副产物却一直得不到高效的利用，成为生产中的一大问题。因此，将实际生产中的烟气脱硫副产物作为褐煤活化的主活化液，开发一种操作简单，反应条件温和的高效褐煤腐植酸活化技术工艺，具有非常重要的实际应用价值。

但如果仅靠烟气脱硫副产物中亚硫酸铵的还原特性对褐煤腐植酸进行活化，那么活化效率会偏低。因此，如何提高烟气脱硫副产物活化褐煤腐植酸的效率是目前亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法。本发明利用烟气脱硫产物含有大量的亚硫酸根离子的特点，通过磁性金属/碳量子点的催化作用，使得以硫元素为中心的自由基大量产生，通过自由基反应将褐煤中的难以利用的大分子腐植酸活化成水溶性小分子腐植酸，得到含多种官能团的高品质、高生理活性小分子腐植酸。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种利用烟气脱硫产物和磁性金属/碳量子点高效活化褐煤腐植酸的方法，包括以下步骤：

以研磨后的褐煤原煤粉末作为活化底物，烟气脱硫产物作为活化液；向活化底物中加入活化液，同时加入磁性金属/碳量子点催化剂，高速混匀后，在25～50℃下，搅拌反应10～30分钟，制备得到活化褐煤腐植酸。