[发明专利]一种铁离子催化促进生物质腐殖化合成人工腐殖质的方法和应用

说明书

一种铁离子催化促进生物质腐殖化合成人工腐殖质的方法和应用，它涉及一种生物质腐殖化反应的方法和应用。本发明的目的是要解决现有水热腐殖化制备人工腐殖酸的产量低的问题。方法：一、对生物质进行破碎，将粉碎的生物质转移至反应釜中，再向反应釜中加入碱、铁离子催化剂和水，搅拌均匀，进行密闭水热反应；二、将水热反应后的产物进行固液分离，再分别对固体产物及液体产物进行腐殖质回收。固体腐殖酸用于含铅废水中铅离子的移除。本发明在生物质水热过程中，以铁离子作为催化剂，可以加速生物质大分子素的水解，促进腐殖质的转化，极大地缩短反应时间，人工腐殖酸的产率提升可达107.98％，整体生产效率提升8倍以上。

技术领域

本发明涉及一种生物质腐殖化反应的方法和应用。

背景技术

生物质包括农林业生产过程中产生的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。其中，秸秆作为废弃生物质的一种典型代表，我国的秸秆资源庞大，目前我国秸秆资源以肥料化利用为主，饲料化和燃料化利用为辅。腐殖质是土壤有机质的重要组成部分，也是土壤肥沃的关键所在，然而，自然条件下，腐殖质的形成缓慢复杂。因此，对秸秆类废弃生物质的高效降解及资源利用是亟待解决的问题。

水热法可以模拟自然腐殖化过程，克服自然环境成岩长期过程的时间障碍，加速生物质腐殖化进度。通过水热腐殖化方式将秸秆转化为类腐殖质并进行应用，在改良土壤的同时有利于潜力资源的高值化利用。然而水热腐殖化的方法，腐殖质产量不高，腐殖化率(胡敏酸/富里酸)较低，为此，需强化水热过程秸秆类生物质的腐殖化转化。

发明内容

本发明的目的是要解决现有水热腐殖化制备人工腐殖酸的产量低的问题，而提供一种铁离子催化促进生物质腐殖化合成人工腐殖质的方法和应用。

一种铁离子催化促进生物质腐殖化合成人工腐殖质的方法，包括如下步骤：

一、对生物质进行破碎，将粉碎的生物质转移至反应釜中，再向反应釜中加入碱、铁离子催化剂和水，搅拌均匀，进行密闭水热反应；

二、将水热反应后的产物进行固液分离，再分别对固体产物及液体产物进行腐殖质回收。

所述的固液分离为采用离心或过滤的方式分离，得到的液体产物直接作为液体肥使用或通过酸析进行腐殖酸提取，得到固体腐殖酸；将得到的固体产物洗涤至中性，干燥，得到腐殖质产品，作为土壤改良应用。

固体腐殖酸用于含铅废水中铅离子的移除。

本发明的有益效果：

一、本发明中所用的生物质来源广泛，廉价易得，操作成本低，易于推广应用；

二、本发明在生物质水热过程中，以铁离子作为催化剂，可以加速生物质大分子素的水解，促进腐殖质的转化，极大地缩短反应时间，人工腐殖酸的产率提升可达107.98％，整体生产效率提升8倍以上；

三、本发明具有操作简单，具有耗时短、腐殖化率高、生产过程清洁环保等优势。

附图说明

图1为是人工腐殖酸表面官能团的图片，图中1为实施例1制备的人工腐殖酸Fe-AHA_6h，2为对比例1制备的人工腐殖酸A-HA_24h；

图2为实施例1和对比例1制备的人工腐殖酸的固态¹³C核磁共振谱图，图中1为实施例1制备的人工腐殖酸Fe-AHA_6h，2为对比例1制备的人工腐殖酸A-HA_24h；

图3为对比例1制备的液体人工腐殖酸的三维荧光光谱图；

图4为实施例1制备的液体人工腐殖酸的三维荧光光谱图；