草炭中腐殖酸的提取
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草炭中腐殖酸的提取
报告人: 陈超静 指导老师: 乌兰托娅
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内容提要
1.研究目的
2.研究内容
3.研究方法 4.结果与分析 5.结论与讨论
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1.研究目的
随着生态环境的日益恶化，环境问题已成 为制约着国家发展的关键因素。我国政府下决 心治理生态环境，改善人们的生产和生活方式， 这就为腐殖酸的开发应用提供了广阔的舞台。 由于腐殖酸具有的特殊功能，它将在防沙治沙、 改良土壤、城市污水处理、生态农业建设、生 产绿色、有机产品、开发药品、保健品等方面 发挥其独特的作用。因此研究从草炭、褐煤、 煤矸石中提取出腐殖酸拥有广泛的应用前景。
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2、实验讨论
（1）上述相关数据为呼伦贝尔伊敏河海拉尔区河段 河滩草炭为实验样品得出的初步数据，与其他地区 河滩草炭、沼泽草炭中腐植酸的提取量相比稍显偏 低。偏低的原因可能为
1
样品地不同，不同 地区的样品它们的 组分、结构和分子 量有很大的差异， 腐植酸的提取量也 会有差异。
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实验过程
草炭样品
加入50mL碱液,于 电炉上边加热边 搅拌20min,冷却 、离心分离
黑色残渣
调节腐植酸钠溶液 的pH值至1～2,离心 分离
加入50mL碱液 ,再次加热、 搅拌、离心
收集两次的滤液 （滤液即腐植酸 钠溶液）
棕褐色固体为 腐植酸
黑色残渣
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致谢
本篇论文是在乌兰托娅老师的悉心指导下完 成的。从论文选题、基础资料整理、到论文的最 终完成无不倾注着导师的心血。在此，学生向导 师表示崇高的敬意和衷心的感谢! 同时感谢生化 学院为我提供的实验所需要的实验仪器及药品。 感谢其他各学科老师的培养教育，是他们的教育 奠定了这篇论文的基础，在此表示我衷心的感谢。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的 感谢。
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4.结果与分析
4.1碱对腐植酸提取量的影响 考察碱的浓度对提取腐植酸量的影响。用于提取腐植酸的 提取剂必须具有较强的提取能力，且对腐植酸分子结构没有不 腐植酸的提取量在一定范围内随着碱浓度的增大而增加,以NaOH 良影响，能得到较纯的腐植酸，不含或少含非腐植酸物质。根 作碱溶剂腐植酸的提取量小于0.1molNa4P2O4+NaOH溶液提取液。这 据上述要求和腐植酸的性质，可供提取腐植酸的提取剂如氢氧 主要是因为磷酸盐水解后产生的氢氧根离子促进了溶解性腐植酸盐 化钠、氢氧化钾和氨水等。结合我院实验环境的特点，本实验 的产生,从而提高了腐植酸的提取量。 采用NaOH溶液做提取剂，分别投加0.1molNa4P2O4+NaOH溶液和 H2O+NaOH溶液，探讨当NaOH浓度分别为3mol/L、2mol/L、 1mol/L、0.5mol/L、0.1 mol/L时，腐殖酸的提取量。实验结 碱对腐植酸提取量的影响 果见下图
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2.研究内容
本实验以呼伦贝尔市伊敏河海拉尔区河段的河 滩草炭为原料用碱溶酸析的方法提取腐植酸，并 对其提取的环境进行实验探究。
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3.研究方法
3.1 实验原理
草炭中的腐植酸含有多种活性基团,易发生络合反应, 其中有与钙、镁、铁、铝等金属离子络合而生成难溶水的, 有与钾、钠等离子结合生成易溶于水的,只有极少量以游离 态存在的。参照国际腐植物质协会(IHSS)的推荐方法,采 用碱液提取腐植酸,在强碱性的介质中,能将草炭中的难溶 于水和易溶于水的结合态腐植酸 ,一次性络合成易溶于水 的腐植酸盐,从而比较完全地将腐植酸提取出来,再用酸液 将腐植酸沉降出来
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4.3硝酸预处理对腐植酸提取的影响
（1）硝酸用量对腐植酸提取的影响 考察预处理草炭时硝酸用量对腐植酸提取量的影响。HNO3浓度为 1.5mol/L，碱为NaOH，酸为HCL。实验方法如下： ①取5份10g风干后的草炭于500mL烧杯中，分别加入15ml、20mL、25mL、 30mL、35mL ，1.5mol/L的HNO3； ②在80℃水浴锅加热1h后，以4000r/min速度离心20min，取出固体烘干，其 余步骤同提取腐植酸的步骤一样。实验结果见下图
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5、结论与讨论
1、实验结论
(1)采用2mol/L的 NaOH溶液（加入 0.1mol/L的Na4P2O4 ）做碱溶剂，用 2mol/L的HCL溶液做 酸析剂，所提取的 腐植酸效果最好， 10g草炭提取量为 2.534g。
(2)用硝酸预处 理，能使腐植酸 的提取量增加， 且硝酸用量为 20mL时，提取量 较不做预处理增 加6%。
酸对腐植酸提取量的影响 HCl H2SO4
3 2.5
提取量/g
2 1.5 1 0.5 0
0.1 0.5 1 1.5 H离子的浓度 2 3
腐植酸的提取量随着酸浓度的增大而增加。同摩尔H+离子下产生的腐植 酸的量相同,这是由这两种酸的基本性质所决定的。由于这两种酸不具备一 定的氧化性,它们在同草炭混合时,只是初步去除了一些易溶于酸和易溶于 水的杂质,而不能使一些非腐植酸物质转化为腐植酸,所以,HCl和稀H2SO4对 腐植酸提取效果影响不大。因此,确定H+离子浓度为2mol/L的HCl进行酸析。
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2
采样时间不同，样 品的采集时间为十 一月初，河滩草炭 中的有机组成成分、 含量与其他时间段 相比可能发生了较 大的变化。
3
反应时间、反应温度 的控制，由于腐植酸 是有机高分子复杂混 合物，具有有机胶体 性质，升高温度可加 速分子运动，温度过 高会导致腐植酸的分 解。
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（2）本次实验采用的样品为伊敏河畔河滩草 炭，测出的腐植酸的提取量与查阅资料相比较稍 显偏低，由于取样的环境因素、局限性、单一性， 该数据只能为研究呼伦贝尔草炭中腐植酸的最佳 提取方式、方法提供初步的数据参考。提取腐植 酸的原料有很多种，如褐煤、矸石、泥炭等，呼 伦贝尔褐煤、泥炭、草炭、矸石资源丰富，因此 可以从这些资源中提取腐植酸，尤其从矸石中提 取腐植酸对矸石资源的综合治理意义重大。
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请各位老师批评指正
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硝酸用量对腐植酸提取的影响
提取腐植酸的量/g
3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 15
2.573
2.687 2.071 1.874 1.876
20
25 30 硝酸的用量 /ml
35
由上图可以看出，当硝酸的浓度为1.5mol/L时硝酸的用量为20ml。腐植酸的提 取效果最好，提取量为2.687g。因为在草炭中非腐植酸类物质的含量一定，故 所需的硝酸量也一定，在硝酸用量为20mL时，反应已经完全，使腐植酸的含量 已经提高至最大；但硝酸量过大则会把腐植酸氧化，提取量会降低，因为草炭 中含有比羧基更具还原性的基团，所以按照基团的活性顺序，过量的硝酸会把 羧基氧化，因此在提取中要控制反应条件，使含量趋于最大化。
NaOH浸泡 4 NaOH和NaP2O4浸泡
提取量/g
3 2 1 0 0 0.1 0.5 1 2 提取液的浓度/mol/L 3
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4.2酸对腐植酸提取量的影响
考察酸的种类和浓度对提取腐植酸量的影响,采用HCl和稀H2SO4,浓度分 别为3、2、1、1.5、0.5、0.1 mol/L；投加0.1molNa4P2O4的NaOH溶液,浓度 为2 mol/L,实验结果见下图
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ห้องสมุดไป่ตู้
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（2）硝酸预处理对腐植酸提取的影响 考察用HNO3氧化预处理草炭对提取腐植酸量的影响。 实验方法：取2份10g风干后的草炭于500mL烧杯中，其中一份 添加20ml1.5mol/L的HNO3做预处理，另外一份做正常的腐植酸提 取操作，实验结果如下：
实验结果表明，在同样的碱溶酸析条件下，进行硝酸预处理能 够增加腐植酸的提取量，其产量提高约6%，这是由于草炭中含 有还原性基团，而硝酸能够把非腐植酸物质氧化为腐植酸。
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3.2实验过程 草炭样品为伊敏河的河滩草炭，颜色为黄棕 黑色，疏松,无光泽。将草炭烘干,研碎,过100目 筛子。称取10g草炭于烧杯中,加入50mL碱液,于 电炉上边加热边搅拌20min,冷却、离心、分离出 黑色残渣,往黑色残渣中加入 50mL碱液,再次加 热、搅拌、离心。收集两次的滤液,此滤液即腐 植酸钠溶液。调节腐植酸钠溶液的pH值至1～2, 离心分离,滤液即黄色明亮的黄腐酸溶液,棕褐色 的固体即腐植酸。取出固体,烘干记录质量。
报告人: 陈超静 指导老师: 乌兰托娅
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内容提要
1.研究目的
2.研究内容
3.研究方法 4.结果与分析 5.结论与讨论
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1.研究目的
随着生态环境的日益恶化，环境问题已成 为制约着国家发展的关键因素。我国政府下决 心治理生态环境，改善人们的生产和生活方式， 这就为腐殖酸的开发应用提供了广阔的舞台。 由于腐殖酸具有的特殊功能，它将在防沙治沙、 改良土壤、城市污水处理、生态农业建设、生 产绿色、有机产品、开发药品、保健品等方面 发挥其独特的作用。因此研究从草炭、褐煤、 煤矸石中提取出腐殖酸拥有广泛的应用前景。
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2、实验讨论
（1）上述相关数据为呼伦贝尔伊敏河海拉尔区河段 河滩草炭为实验样品得出的初步数据，与其他地区 河滩草炭、沼泽草炭中腐植酸的提取量相比稍显偏 低。偏低的原因可能为
1
样品地不同，不同 地区的样品它们的 组分、结构和分子 量有很大的差异， 腐植酸的提取量也 会有差异。
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实验过程
草炭样品
加入50mL碱液,于 电炉上边加热边 搅拌20min,冷却 、离心分离
黑色残渣
调节腐植酸钠溶液 的pH值至1～2,离心 分离
加入50mL碱液 ,再次加热、 搅拌、离心
收集两次的滤液 （滤液即腐植酸 钠溶液）
棕褐色固体为 腐植酸
黑色残渣
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本篇论文是在乌兰托娅老师的悉心指导下完 成的。从论文选题、基础资料整理、到论文的最 终完成无不倾注着导师的心血。在此，学生向导 师表示崇高的敬意和衷心的感谢! 同时感谢生化 学院为我提供的实验所需要的实验仪器及药品。 感谢其他各学科老师的培养教育，是他们的教育 奠定了这篇论文的基础，在此表示我衷心的感谢。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的 感谢。
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4.结果与分析
4.1碱对腐植酸提取量的影响 考察碱的浓度对提取腐植酸量的影响。用于提取腐植酸的 提取剂必须具有较强的提取能力，且对腐植酸分子结构没有不 腐植酸的提取量在一定范围内随着碱浓度的增大而增加,以NaOH 良影响，能得到较纯的腐植酸，不含或少含非腐植酸物质。根 作碱溶剂腐植酸的提取量小于0.1molNa4P2O4+NaOH溶液提取液。这 据上述要求和腐植酸的性质，可供提取腐植酸的提取剂如氢氧 主要是因为磷酸盐水解后产生的氢氧根离子促进了溶解性腐植酸盐 化钠、氢氧化钾和氨水等。结合我院实验环境的特点，本实验 的产生,从而提高了腐植酸的提取量。 采用NaOH溶液做提取剂，分别投加0.1molNa4P2O4+NaOH溶液和 H2O+NaOH溶液，探讨当NaOH浓度分别为3mol/L、2mol/L、 1mol/L、0.5mol/L、0.1 mol/L时，腐殖酸的提取量。实验结 碱对腐植酸提取量的影响 果见下图
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本实验以呼伦贝尔市伊敏河海拉尔区河段的河 滩草炭为原料用碱溶酸析的方法提取腐植酸，并 对其提取的环境进行实验探究。
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3.研究方法
3.1 实验原理
草炭中的腐植酸含有多种活性基团,易发生络合反应, 其中有与钙、镁、铁、铝等金属离子络合而生成难溶水的, 有与钾、钠等离子结合生成易溶于水的,只有极少量以游离 态存在的。参照国际腐植物质协会(IHSS)的推荐方法,采 用碱液提取腐植酸,在强碱性的介质中,能将草炭中的难溶 于水和易溶于水的结合态腐植酸 ,一次性络合成易溶于水 的腐植酸盐,从而比较完全地将腐植酸提取出来,再用酸液 将腐植酸沉降出来
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4.3硝酸预处理对腐植酸提取的影响
（1）硝酸用量对腐植酸提取的影响 考察预处理草炭时硝酸用量对腐植酸提取量的影响。HNO3浓度为 1.5mol/L，碱为NaOH，酸为HCL。实验方法如下： ①取5份10g风干后的草炭于500mL烧杯中，分别加入15ml、20mL、25mL、 30mL、35mL ，1.5mol/L的HNO3； ②在80℃水浴锅加热1h后，以4000r/min速度离心20min，取出固体烘干，其 余步骤同提取腐植酸的步骤一样。实验结果见下图
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5、结论与讨论
1、实验结论
(1)采用2mol/L的 NaOH溶液（加入 0.1mol/L的Na4P2O4 ）做碱溶剂，用 2mol/L的HCL溶液做 酸析剂，所提取的 腐植酸效果最好， 10g草炭提取量为 2.534g。
(2)用硝酸预处 理，能使腐植酸 的提取量增加， 且硝酸用量为 20mL时，提取量 较不做预处理增 加6%。
酸对腐植酸提取量的影响 HCl H2SO4
3 2.5
提取量/g
2 1.5 1 0.5 0
0.1 0.5 1 1.5 H离子的浓度 2 3
腐植酸的提取量随着酸浓度的增大而增加。同摩尔H+离子下产生的腐植 酸的量相同,这是由这两种酸的基本性质所决定的。由于这两种酸不具备一 定的氧化性,它们在同草炭混合时,只是初步去除了一些易溶于酸和易溶于 水的杂质,而不能使一些非腐植酸物质转化为腐植酸,所以,HCl和稀H2SO4对 腐植酸提取效果影响不大。因此,确定H+离子浓度为2mol/L的HCl进行酸析。
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采样时间不同，样 品的采集时间为十 一月初，河滩草炭 中的有机组成成分、 含量与其他时间段 相比可能发生了较 大的变化。
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反应时间、反应温度 的控制，由于腐植酸 是有机高分子复杂混 合物，具有有机胶体 性质，升高温度可加 速分子运动，温度过 高会导致腐植酸的分 解。
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提取腐植酸的量/g
3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 15
2.573
2.687 2.071 1.874 1.876
20
25 30 硝酸的用量 /ml
35
由上图可以看出，当硝酸的浓度为1.5mol/L时硝酸的用量为20ml。腐植酸的提 取效果最好，提取量为2.687g。因为在草炭中非腐植酸类物质的含量一定，故 所需的硝酸量也一定，在硝酸用量为20mL时，反应已经完全，使腐植酸的含量 已经提高至最大；但硝酸量过大则会把腐植酸氧化，提取量会降低，因为草炭 中含有比羧基更具还原性的基团，所以按照基团的活性顺序，过量的硝酸会把 羧基氧化，因此在提取中要控制反应条件，使含量趋于最大化。
NaOH浸泡 4 NaOH和NaP2O4浸泡
提取量/g
3 2 1 0 0 0.1 0.5 1 2 提取液的浓度/mol/L 3
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4.2酸对腐植酸提取量的影响
考察酸的种类和浓度对提取腐植酸量的影响,采用HCl和稀H2SO4,浓度分 别为3、2、1、1.5、0.5、0.1 mol/L；投加0.1molNa4P2O4的NaOH溶液,浓度 为2 mol/L,实验结果见下图
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实验结果表明，在同样的碱溶酸析条件下，进行硝酸预处理能 够增加腐植酸的提取量，其产量提高约6%，这是由于草炭中含 有还原性基团，而硝酸能够把非腐植酸物质氧化为腐植酸。
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