褐煤制腐植酸方法及性能研究

　摘要

褐煤的优质化利用是一项重要工程，从褐煤中提取腐植酸符合褐煤的科学优质化利用，这项工程重点是在于如何从褐煤中高效率的提取到腐植酸。此文综述了褐煤的定义、性质、在我国的分布和储量情况、利用情况以及存在的问题，腐植酸的定义、性质、分类和应用。对于目前从褐煤中提取腐植酸的方法做了归纳整理，同时也提到了腐植酸在生活中运用的一些优良性能，总述了腐植酸在人类生活中的运用领域和占比，展望了腐植酸的应用前景。

我国虽然拥有丰富的褐煤资源，但是褐煤本身所含水分高、灰分大，难以完全回收利用，所以科学家们寻找了新的褐煤综合利用方法，即从褐煤中提取名为腐植酸的一种大分子化学物质。

腐植酸的化学结构中拥有羧基、酚羟基等官能团，由于这些官能团的作用，使得其拥有很多良好的性能，被广泛用于工业、农业，牧业和环境等领域。人类的腐植酸的需求日渐增大，提取腐植酸的方法也越来越多，其中碱溶酸析法是被运用的最多的工艺手法，作用机理主要是利用官能团与碱性溶液反应生成可溶性盐，利用酸性溶液调节pH值，达到固液分离，再分离与提纯。其他提取方法还包括：酸提取法、催化剂法、微生物溶解法和有机溶剂萃取法等。提取出来的腐植酸有着许多的性能，例如电化学性能、吸附性能、防缓腐蚀及防膨性能和抗硬水性能等。

　关键词：褐煤；腐植酸；制备方法；性能

　　第1章引言

我国有丰富的褐煤储量。但由于褐煤自身的缺点，例如热值较低、灰分较高、水分较大、稳定性很差等原因，未被有效的科学利用，直接燃烧利用的褐煤又会造成能效和对环境污染的问题。因此，实现褐煤的高效、清洁和其他高附加值的利用是新一轮煤炭经济体制改革的重要内容和目标。经检测，褐煤中含有丰富的腐植酸物质。这些腐植酸由于在其化学结构中含有的如羧基、酚羟基等官能团，从而拥有了很好的化学性能，在人类活动中有着很大的影响和作用。因此人类科学家研究腐植酸的步伐一直没有停止。

德国科学家在18世纪末最早提取出了腐植酸，由此拉开了科学界对于研究腐植酸的热潮。我国在20世纪五六十年代开始研究腐植酸，由于国内褐煤的优良储备，我们的研究成果在全世界都享有名誉。

腐植酸的应用领域广泛，应用需求量大，所以如何高效、简单的提纯腐植酸成为了全国的一大难点。

随着自然环境和社会经济的进一步发展，腐植酸在人类科学活动中占据了越来越大的数目和比重。中国的一些企业或者公司将腐植酸作为自己的主打科学产业，其中山西林海腐植酸科技有限公司作为腐植酸的美好使者,通过理论技术的不断开拓创新和科研实践的辛勤努力和耕耘,把腐植酸技术、产品、良好的企业形象展现在了全国性和国际性的会议。值得一提，腐植酸已成为了人类生活和科学活动中的重要一环。

　第2章褐煤

　　2.1褐煤的定义及性质

褐煤是一种低阶煤，一般外观呈淡褐色，无光泽，因此得名褐煤[1]。褐煤自身容易发生化学反应，在干燥空气中易风化，所以不易长期储存和远距离运输，燃烧时会严重污染空气。由于它本身含大量的挥发份物质，很容易在空气中燃烧并冒烟。从横截面上可以清楚地看出原来由裸子植物生长形成的木质痕迹。木质中含有大量腐殖酸，可溶于酸性溶液和碱性溶液中。褐煤有着高含碳量，密度约为1.1-1.2g/cm3，挥发成分大于40%。无胶质层厚度。发热量约为23.0-27.2兆焦/公斤（5500-6500千卡/公斤）。相对密度1.2～1.45g/cm3。

　2.2褐煤利用现状

我国国有褐煤资源丰富,已经基本确定和初步探明的国有煤炭资源储量大约为1.311×105mt,约占目前为止全国各部分地区所有煤炭总量和资源累计储量的13%,主要的褐煤源分布在位于我国华北和西南两个主要省份和边远地区,其余的部分地区较少。褐煤传统的利用方式以直接燃烧为主，也可用于液化、气化等。

褐煤直接燃烧是最常用的，也是使用时间最长的一种方法，但由于褐煤中水分大，内部孔隙多，且在运输过程中容易出现问题，所以褐煤基本会选择在附近电站燃烧利用。

褐煤的液化主要是通过一系列物理化学手段将褐煤转化成如汽油、液化石油气等液态燃料的洁净煤技术。

气化褐煤的工艺过程是在气化炉中以褐煤为原料，在一定的高温条件下与添加的气化剂发生一系列反应，最终将褐煤转化为煤气的过程[2]。

　2.3褐煤的传统化利用

　　2.3.1褐煤的燃烧发电

褐煤的直接燃烧，用于发电是我国褐煤的传统利用方式之一，但是由于褐煤内部的水分大，不便于远距离运输等缺点，褐煤的燃烧发电实际上浪费了褐煤的能源，还极大的增加成本，污染环境。

　2.3.2褐煤的热解

褐煤的热解是指褐煤在隔绝空气、且在高温高压的环境下，受热分解成煤气体，焦油和其他化学品等。热解是对褐煤资源有效利用的重要过程之一，可以使褐煤资源转化为其他的直接利用品，产生更大的经济收益的同时，热解也可以降低褐煤内部的水分和温度。

2.4褐煤的优质化利用设想

针对褐煤的水分高，燃烧发电效益低等问题，提出了一种新型的褐煤利用工艺流程，即褐煤发电热解联合热水干燥工艺，该工艺主要就是对褐煤进行高质量的脱水工作。

　2.4.1工艺流程

采用工艺方法筛分褐煤，然后对其进行划分时利用低温干馏的方式, 对划分后的褐煤分别进行热水干燥工作,干燥之后会产生蒸汽，这些蒸气必须做到回收利用, 这样既能降低成本, 也能减少对环境的污染。在工艺过程中生产出来的各种工艺成品, 全部都要对其进行价值评估, 然后考虑其实际作用, 对其用途做出最明确的选择。

　2.4.2工艺流程优点

1、减少对环境的污染

干燥褐煤时所用的蒸汽是褐煤燃烧发电后产生的蒸汽，干燥后产生的水蒸气和二氧化碳会进行回收，从而减少了对于环境的污染。

2、更加高效的利用了热能

利用了低温干馏的余温等, 降低了成本经济的投入，还大大降低了工作风险, 实现了工作要求的安全第一理念。

3、充分利用了之前没有经济价值的部分

在干燥工作完成之后，产生了些许残留物，例如大分子焦油等，传统工艺对这类物质难以回收利用，但在此工艺中，大分子焦油可以被利用与干燥后的褐煤表面，将褐煤包裹其中，防止对水分的吸收。

2.5褐煤利用存在的问题

虽然提出了褐煤的优质化利用设想，但是总的来说，褐煤的直接利用还是存在诸多问题，例如，

1）褐煤自带的水分高、灰分大。在燃烧时，利用率较低，且废热烟气量大。

2）褐煤燃烧时的热稳定性较差，这就使得其适应性较差。同时由于其成浆性能较差，所以难以满足工业需要。

3）褐煤燃烧时会产生的粉尘、温室气体等，这些排放量大。

4）燃烧产生的热量低，难以满足需要。

　第3章腐植酸

　　3.1腐植酸的定义及性质

腐植酸胶体是动植物遗骸，其中植物的遗骸是主要的成分，经过多种微生物的自然改造分解，以及地球化学的一系列自然分解过程造成和积累起来的一类有机物质。腐植酸混合胶体结构中含有天然的高分子羟基、羧酸,以及含有大量含氧官能团, 具有亲水和性、弱酸性、阳离子交换性能、络合金属离子性能及胶体界面活性等特性。

褐煤制腐植酸方法及性能研究

图2.1腐植酸结构示意图

3.2腐植酸的分类

依照它的来源来分类,腐植酸的来源可以详细划分为天然的腐植酸和人造的腐植酸两大类。在天然的腐殖酸这一类中,又从腐植酸的存在和其应用领域上可以划分为煤炭微生物腐殖酸，天然土壤微生物腐植酸。

依照它的人工生成方式划分，腐植酸的人工生成可分为原生腐植酸和再生腐殖酸（包括天然风化煤和人工氧化煤中的腐植酸）。

依照它在化学溶剂中的溶解性和颜色划分，腐植酸可分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。在早先的文献中，还有灰腐酸、褐腐酸和绿色腐植酸的称呼，这些称呼其实都是由不同溶剂中分离出来颜色来命名的。

依照它的天然结合状态划分，腐植酸又分为游离腐植酸和（钙、镁）结合腐植酸。

按照腐植酸的腐植化程度（吸光系数等指标）划分，分为A型、B型（真正的腐植酸）、RP型和P型（不成熟的腐植酸）等。

　3.3腐植酸的应用

中国科学家对于腐殖酸开始的研究始于五十年代末，主要是从煤泥炭利用开始的。六十年代，全国掀起了利用腐殖酸肥料和改良土壤的热潮,全面推动了中国对腐殖酸的综合利用开发和工业运用。

腐植酸在石油开采、农业、工业、医药和环保等领域都有广泛的应用[3]。

腐石油开采中，腐植酸主要被用作钻井液添加处理剂，比如有降滤失剂、页岩抑制剂和降粘剂，这主要归功于腐植酸分子的亲水性、络合能力以及吸附分散能力。除此以外，腐植酸在油田中还有其他利方式，如井眼防垢缓蚀剂、杀菌剂、牺牲剂、深部调剖剂等。

腐植酸在农业中，可被用于三大粮食（玉米、小麦、水稻）[4]，对于这些粮食的植株、颗粒、穗长等都有影响，总的来说，腐植酸对于粮食有提高产量的趋势，同时，腐植酸也对果蔬有影响，包括株高，Vc和硝酸盐含量以及产量方面都有影响，对果品的影响在于产量和品质。在甘蔗方面，腐植酸与过磷酸钙混合，用于甘蔗的有效生长[5]。

腐植酸在工业中，主要用于工业废水的防护治理[6]。大量的工业废水会对工业材料以及设备本身造成腐蚀性损坏，而腐植酸因为其结构中的羧基、羟基等结构基团而具有良好的分散性，会在金属表面形成一层保护膜，表现出良好的防腐缓蚀性能，所以加入由腐植酸制备而成的腐殖酸钠可以有效的阻止这种腐蚀。此外废水中含有铀和铝，以离子形式存在，对人体、动植物产生严重危害，所以，研究一种经济高效的治理手段有十分重要的意义。人们发现腐殖酸的官能团可以与铀离子发生络合反应，在做了大量研究之后，将腐殖酸作为吸附剂[7，8]，消除废水中的铀离子，同时，粘土可与腐植酸砷盐结合来消除地下水中的铝离子[9]。由于腐植酸作为天然有机物，其内部存在羧基的原因，有利于矿物质和透明质酸的螯合吸附作用，进而影响对磷酸盐的吸附能力[10]。

腐植酸在医学中作用研究甚早，经长期研究，腐植酸具有良好的抗炎、抗病毒作用，还同时具有良好的免疫调节、抗菌、抗溃疡、糖尿病并发症和腹泻治疗的作用。其中Ozkan Adile等[11]研究表明，腐植酸在预防和治疗中风方面有很好的效果，因为腐植酸可抗氧化，结果表明，腐植酸可以通过防止氧化应激而作为治疗剂。辛鹏飞等[40]的研究表明,腐植酸类物质可以激活人体免疫系统，并且诱导细胞损伤及细胞凋亡、或者发挥光热转换以及络合其他材料来发挥抗肿瘤作用。

虽然腐植酸对于人体有以上作用，但腐植酸仍是一种成分复杂的物质，还有许多未清楚物质，所以，研究腐植酸的毒理性质也变得十分重要[37]。只有研究好其毒理性质，腐植酸在医学上的应用才会得到更长远的发展[12]。

腐植酸在环保领域，可被用作土壤的改性研究，比如用作改性蒙脱土对镉、汞污染土壤的绿色修复[13，14]，结果表明，用腐植酸加入蒙脱土可以有效降低土壤中镉、汞的含量，起到净化土壤的作用。水环境中也会有有机污染物[15]，腐植酸是一种很有前途的绿色水处理材料[16]，具有很强的吸附阳离子能力和疏水性，可以有效吸附水中的有机污染物。王相平等[36]将腐植酸用于田间棉花的实验，选择一块干旱盐碱区的土壤，研究腐植酸、石膏和腐植酸—石膏配施对于土地盐分含量和pH变化的特点以及对棉花产量的影响，结果表明石膏和腐植酸质量配比9∶1混合施用，可使土壤含盐量较对照下降24.3%，棉花增产24%。李小华等[39]研究结果表明,腐植酸在土壤中具有物理、化学和生物性质的吸附、络合和氧化还原等综合作用特性,在改良土壤物理结构、调节土壤酸碱度、改善土壤肥力,以及促进土壤生物活性等方面有综合效应。

　第4章褐煤制备腐植酸

腐植酸的提取工艺相对复杂，国外对于腐植酸的研究相对国内更早[17]，德国科学家Achard在18世纪中期首次从泥炭中提取到了腐植酸，此外，Vauquelin和Thomsom分别于1797年、1807年用碱性溶液从腐化的植物残体和土壤中提取出了腐植酸。目前人类研究腐植酸已有200多年的历史。在试验总结了许多种腐植酸提取方法之后，目前最常用的提取腐植酸的方法有碱提取法、酸提取法、微生物溶解法、催化剂法和有机溶剂萃取法等[18]。

　　4.1碱提取法

碱提取腐植酸法是目前提取法中最常用的一种方法。腐植酸结构中的羧基（—COOH）、酚羟基(—OH)等多种酸性官能团会与碱性溶液反应，生成一种可溶性腐植酸盐，然后加入酸性溶液调节pH值＜2，固液分离，从而很好的达到分离、提纯腐植酸的目的。

徐东耀等[19]提出了一种简单有效的提取腐植酸的办法，利用稀硫酸和NaOH溶液溶解和提取腐植酸，实验结果表明腐植酸的提取量多少与NaOH溶液浓度、硫酸浓度和浸泡时间有关，其中腐植酸在碱溶液中浸泡时间对提取量的影响最大。但是在此方法中，NaOH会和煤中的钙、镁等盐类物质反应，生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，增加碱耗，相应的增加了成本。对此，在之后的郭若禹等[20]的实验中，利用氢氧化钾溶液、氢氧化钾与碳酸钾混合溶液这两种进行了腐植酸提取实验，通过正交实验结果表明，提取效率得到了显著提高。

崔文娟等[21]研究使用HNO3溶液硝化预处理褐煤来研究对于腐植酸含量提取的影响，结果表明，芳香环的缩合度和复杂程度相比未处理的褐煤中有所降低, 羧基含量提高, 腐植酸提取量也随之增加。高丽娟等[22]利用超声-硝酸联合法提取腐植酸,结果表明：此方法比单独使用HNO3所提取的腐植酸要多，而且HNO3用量减少。但硝酸是强氧化剂,在与煤混合时, 会与其中的腐殖酸发生极其复杂的反应, 生成了硝基腐殖酸,增加了提取量，虽然其可以显著提高腐植酸的产率但硝基腐植酸应用目前还具有一定的技术局限性, 后续还有酸污染的处理问题, 以上这些限制了硝酸提取腐植酸技术的推广。

除此之外，在碱提取法的预处理中，还有利用H2O2氧化预处理的方法，其中，周孝菊等[23]利用H2O2氧解褐煤, 研究了H2O2浓度和固液比对褐煤腐植酸含量的影响, 结果表明, H2O2可有效提高褐煤中腐植酸含量、腐植酸含氧官能团含量和褐煤活性。H2O2预处理褐煤用来提取腐植酸，操作简便、效率高、反应速度快、价格低等优点，但化学性质不稳定，易分解的缺点最终致使H2O2利用效率不高，限制了工业运用。

　4.2酸提取法

对于酸提取法的报道甚少，该法主要用于提取黄腐酸。酸法原理是利用酸溶液破坏腐植酸中金属离子与官能团的结合，达到提取目的。但是所用酸中，硫酸与金属离子（如Ca2+）会产生微溶于水的硫酸钙，很难洗净，影响产品质量。

张艳玲等[24]利用盐酸先洗去部分金属离子，再用碱溶酸析法提取腐植酸，提取率显著提高。但在酸洗过程中会损失黄腐酸。

　4.3微生物溶解法

在微生物溶解法中，作用机理有很多，主要有：碱作用机理、螯合物作用机理和酶作用机理。韩娇娇等[25]研究表明，微生物具有降解褐煤产生腐植酸的作用。岳子林等[26]利用产碱假单胞菌、施氏假单胞菌、铜绿假单胞菌及粗毛栓菌4种微生物对内蒙古褐煤进行实验,结果表明，褐煤经过微生物溶解以后, 其结构发生变化, 部分溶解为低分子量化合物。

碱作用机理是微生物在生长过程中会分泌出碱性物质，这种物质会使煤中酸性基团离子化, 达到溶解褐煤的目的；螯合物作用机理是微生物分泌出的螯合剂和表面活性剂对褐煤表面有部分的液化作用；酶作用机理是微生物分泌的酶 (氧化物酶、漆酶、锰过氧化物酶及水解酶等) 可以降解木质素, 而褐煤与木质素具有相似的大分子结构, 因此微生物分泌的酶可降解褐煤。

微生物溶解法虽然对环境无污染、反应条件也温和、产品生化的活性高，但腐植酸生产周期长、效率低，微生物培养制备条件严格, 容易变质或者失活。

4.4催化剂法

在制备腐植酸的过程中，也可加入催化剂来提高腐植酸的产率。闫宝林等[27]利用超声辅助热沉淀法和水热法制备片状纳米CuO和棒状CuO催化剂, 以H2O2为氧化剂, 催化氧化煤制取腐植酸, 实验结果表明, 两种形貌的纳米CuO均可提高腐植酸产率，以CuO-r催化活性最高。吴钦泉等[28]采用KOH和熔融尿素的活化及络合工艺, 对煤中的惰性腐植酸进行脲碱双效活化, 结果显示活化后的样品与未处理的样品相比,总腐植酸含量增加4%-6.4%, 游离腐植酸含量增加2.6%-3.9%, 水溶性腐植酸含量提升15.67-25.75倍，该工艺过程操作简单、成本低、生产能力大,具有极好的应用前景。马盼等[29]采用溶胶-凝胶法制备 Fe2O3/TiO2和 FePc(NO2)4/TiO2复合粒子催化剂，通过金相显微镜、XRD等对形貌和晶相结构进行表征，研究催化剂在风化煤氧解制备腐植酸中的催化性能。研究表明，TiO2负载 Fe2O3和TiO2负载 Fe Pc(NO2)4催化剂明显提高了氧化剂的反应活性，使得总腐植酸的产率得到明显提高。但这种催化剂法中，催化剂制作繁琐，不宜扩大使用。

　4.5有机溶剂萃取法

有机溶液萃取法目前只检索到了关于分离天然腐植酸的文献。例如，尤雯等[30]的研究是针对水源中天然有机物腐植酸的高效去除,采用原位共沉淀法研发出一种磁改性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺（MC-gPAM）的吸附剂，实验结果表明MC-g-PAM对腐殖酸的吸附过程是吸热过程，且吸附效果达到理论值。

　第5章腐植酸的性能

腐植酸的结构和各类官能团的相互作用使其拥有了良好的性能，腐植酸的性能主要体现在其合成物上，腐植酸能与其他有机物混合掺杂产生新的物质，可以体现出优良性质。

　5.1电化学性质

实验结果表明，腐植酸在150~250℃下，加压还原得到名为类氧化石墨材料，与石墨烯可形成稳定的纳米结构，所以提出用腐植酸掺杂石墨烯验定其电化学性能。

常琦敏等[31]采用从褐煤中提取的腐植酸和从石墨中得到的氧化石墨烯为原料,通过水合肼加热还原法合成腐植酸/石墨烯复合材料。结果表明腐植酸被均匀分散在石墨烯片层间中，并且形成夹心多孔骨架结构时,就可缩短电解质传播和运输路径。

　5.2吸附性能

普通的保水剂具有高分子化合物特性，比如吸水量多、分子量大等特性，这是由于其有大量亲水基团，腐植酸也有此类基团，还有着普通保水剂所没有的特性，所以提出将腐植酸用于制备新型保水剂上。

王姿瑞等[32]研究通过水热法制备出4种新型复合材料腐植酸保水剂(1%FA-PP、2%FA-PP、3%FA-PP、4%FA-PP),与传统保水剂相比,新型复合材料表面有明显的突起与碎片,形成了明显的网状结构,具有更好的抗酸性及吸附镉效果。

　5.3防腐缓蚀及防膨性能

氧化胺类的物质具有表面活性功能，用于钻井液添加剂，腐植酸性能有亲水性、络合能力以及吸附分散能力，和其相似，所以提出此类性能检测。

刘明等[33]以二羟乙基十二烷基氧化胺、腐植酸和盐酸为原料,过氧化氢为氧化剂进行反应,控制投料比,得到氧化胺型腐植酸。对钢片的腐蚀速率、缓蚀效率以及防膨等性能进行测定。实验结果表明,氧化胺型腐植酸能有效抑制钢片的腐蚀以及腐蚀的深度。

　5.4抗硬水性能

风化煤、褐煤等改性后，腐植酸含量有所提高，水溶性和渗透力都有改善，据此，提出了改性后的腐植酸对于抗硬水的性能研究。

袁蕊等[34]采用过氧化氢、硝酸、硫酸作为氧化剂氧化改性风化煤,研究改性后的风化煤中腐植酸含量及提取制备得到的腐植酸钾抗硬水性能变化。结果表明:改性后风化煤的腐植酸含量与未经氧化处理的风化煤相比有不同含量和程度的提高。

　5.5化学改性

腐植酸系水煤浆分散剂因为成本较低、来源广泛、分散性也比木质素系好很多,而被各行各业广泛利用。吴江[35]采用聚合反应对腐植酸分子进行化学改性,合成了一种腐植酸分散剂，这种分散剂既像萘系那样具有优异的分散性,又同木质素那样有着超强的稳定性。实验结果表明与市场上正在销售的常见分散剂做制浆性能对比,新制备的腐植酸水煤浆分散剂和萘系的成浆性相比是相差无几的,但新制备的水煤浆腐植酸分散剂的稳定性比萘系分散剂却高出很多，而且新制备的腐植酸水煤浆分散剂从成本和效果上来看都比现面市场上销售的水煤浆分散剂应用性能更强。

　5.6抑制性能

腐植酸对于一些物质有着高密吸附度，使其具有一定的选择抑制性能，可以作为选择性抑制剂使用。

Duowei Yuan等[38]研究了腐植酸在辉钼矿和滑石浮选分离中作为辉钼矿选择性抑制剂的潜力。有的实验结果表明，在碱性条件下浮选分离辉钼矿和滑石的过程中，腐殖酸可以作为辉钼矿的选择性抑制剂，腐殖酸在辉钼矿上的高吸附密度是选择性分离的主要原因

5.7其他性能

1、腐植酸具有吸水、蓄水功能

腐植酸与其他物质的阳离子交换量大，其本身有着较强的吸附缓冲性和螯合能力，这些性能使它可提高土壤中的养分利用率，缓冲酸碱危害等作用。

腐植酸这种有机大分子体，具有很强的吸水和蓄水功能，粘土颗粒吸水率高，可达一半以上，而腐植酸类物质的吸水率是粘土颗粒的5-6倍，因为这样的吸水率，所以，可以使用腐植酸类肥料有利于改善土壤水分状况。

2、腐植酸液肥，能有效降低气孔的导度，并减少水分蒸腾和损耗。

根据试验结果表明，小麦喷施黄腐酸，小麦叶面气孔导度比未喷施黄腐酸时降低了30个百分点。河南农科院研究，小麦喷施黄腐酸，不仅叶面气孔导度降低，还能使小麦气孔开张度缩小和气孔关闭，减少了水分的散失，同时还为小麦提供了养分。

3、腐植酸具有刺激作物根系生长，增强根系的吸水能力。

腐植酸含有各种各样的官能团，这些官能团具有化学和生物活性，可以刺激作物根系生长发育，使种子早萌发、早出苗、早开花、早结果，除此之外，还能增加根长、根量以及根系活力，增强作物根系吸收养分和水分的能力。

4、腐植酸能增强植物自身生理调节功能，提高作物抗寒能力。

腐植酸肥料能有效的增强土壤活性，也可以增强其它植物体中酶的活性，调节作物的正常生理新陈代谢功能，增强作物对不利环境条件的抵抗力适应性。

　第6章总结与展望

　　6.1总结

本综述的描述对象是褐煤以及腐植酸，提到了褐煤的性质、传统利用方式及利用现状以及优质化利用的设想，同时也列出了褐煤的直接利用缺陷。

从褐煤中提取腐植酸是一种新型有效的利用方式，腐植酸（Humic acid）是自然界当中广泛存在的一种大分子有机物质，是动植物的遗骸，经过微生物的分解以及转化而形成的。自身结构相对比较复杂，包含着很多种元素，正是因为构成部分的复杂性使其在各个领域，农业、工业、医药业、环保等都被广泛利用，所以腐植酸占据了很大一部分的人类活动。从褐煤中提取腐植酸的方法也被研究甚多，总分为：碱提取法、酸提取法、微生物法、催化剂法以及有机溶剂萃取法等。其中碱提取法是最常用的方法，机理是利用碱性溶液与腐植酸反应生成可溶性盐，然后利用酸溶液调节pH值，直至析出沉淀。腐植酸的性能优良，电化学、吸附、防腐蚀、抗硬水、化学改性、抑制性能及其他若干优良性能都是科学研究中必不可少的。

1）我国煤炭资源丰富，其中褐煤占了很大的比重，如何利用好褐煤资源是我们必须要做的。

2）褐煤水分高，热值低，传统利用主要以燃烧或热解，虽然可以利用到褐煤，但利用率不高，对于环境也有着污染，尽管有人提出褐煤的优质化利用，但是是治标不治本，所以，急需寻找一种科学化的利用方法。

3）科学家在研究褐煤时发现了一种名为腐植酸的有机物质，结构的特殊性，和结构中含有的多种官能团，如羧基、羟基、以及其他酸性，碱性官能团，这些官能团的存在给了腐植酸很多的可利用性能。

4）腐植酸在农业、工业、医药业、环保以及石油开采方面有着重要的作用，农业上用于粮食的产量，工业上用于处理废水，医药业用于防止各种疾病的发生，环保领域中用于土壤的改性研究，在石油开采中被重点用于石油的钻井液处理剂。

5）腐植酸的提取方法有多种多样，碱溶酸析法是最常用的提取方法，利用碱溶液和腐植酸官能团的反应生成的可溶性盐，再用酸调节即可析出腐植酸。

6)腐植酸由于官能团的多种多样以及各种功能，使其表现出诸多的优良性质，例如，电化学、吸附、防腐蚀、抗硬水、化学改性、抑制性能等，这些性能都体现在腐植酸与其他物质的合成物上，应用颇广。

6.2展望

腐植酸的提取和应用，前人研究甚多，但是都有不完美的地方，碱溶酸析法中，由于NaOH溶液与褐煤中钙、镁物质反应，增加了碱耗，即使后来的文献中提出了新的提取方法，也由于所用试剂的化学性质不稳定原因等被搁置；而在酸提取法中，重点在于提取黄腐酸等物质，不太适用于提取腐植酸；微生物法中，由于使用了微生物，培养周期长，容易失活变性，难以控制实验条件；催化剂法虽然对环境没有污染，提取效率也好，但是催化剂制作不易，成本有增加；有机溶剂萃取法中在于分离天然腐植酸。

在此提出自己的想法，以碱溶酸析法为主，在碱液浸泡褐煤时候之前，采用HCl溶液先行浸泡褐煤，是为预处理，这样不仅能有效的去除褐煤中的金属离子，同时也会大大提纯腐植酸的质量。

由于疫情的影响，本次的实验设想，暂时无法实现。目前并没有完美的提取方法，相信之后研究出来的提取方法会更加简洁高效。腐植酸的应用领域和应用次数日渐增多，这使得腐植酸的应用价值越来越高，腐植酸之后的研究一定会更加深入。后续可能还会提出研究制作人工腐植酸的方法，人工制作的腐植酸应该会更加迎合人类的应用领域，制作成本如果有所优化，可以说是科学界的一大重要成果。

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　谢辞

行文至此，最后落笔之处，也意味着四年本科生涯即将闭幕。始于2016初秋，经2020盛夏，时间转瞬即逝，入学之时恍如昨日，回首四年，百感交集。在这座充

满浓浓学习气息的学校中，曾有过困顿、有过低落、有过对未来的迷茫，但也有过坚定、有过认可与关怀。留下的是青春和沉甸甸的收获。即有万般不舍，但仍心怀感激。

在本综述完成之际，首先我要感谢我的指导老师xxx老师。在本文的撰写过程中，得幸遇滕老师，从开题报告到初稿及多次修改后的定稿，都离不开滕老师的指导

帮助。他治学严谨，学识渊博，视野广阔，为我营造了一种良好的学术氛围。置身其间，耳濡目染,潜移默化，使我不仅掌握了学术研究的基本方法，而且还明白了许多为人处事的道理。正是由于他在百忙之中多次审阅全文，对细节进行修改，并为本文

撰写带给了许多宝贵的意见，本文才得以成型。在此特向xxx老师致以衷心的感谢！向他无可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态度、深厚的专业修养和平易近人的待人方式表示深深的敬意！

经师易遇，人师难逢。我也要感谢我的专业课老师。四年来，各位专业课老师的传道授业解惑，从一开始的什么也不懂到学得很多专业知识，让我得以延续我未来的学业，感谢四年来所有教导我的老师们，饮其流时思其源，成吾学时念吾师。谨以此表达我的谢意。

感君一顾恩，同来xxxx。感谢我的同窗五位室友，四年来的朝夕相处你们已成

我青春最为重要的人。感谢四年来对我的帮助与陪伴，在学习上给予鼓励，在生活上帮助和开导。愿有前程可奔赴，亦有岁月共回首。其次感谢四年来所有帮助过我的朋友，在临别之际，祝大家前程似锦，未来可期。

父母之爱子，则为之计深远。借此机会，特别感谢我的父母。二十余载求学之路，全乃父母默默付出。在对未来困感时指点迷津并表示韶华不为少年留。祝愿父母身体健康，再次感谢父母的无私付出与鼎力支持。

冬季的黑暗尽管漫长，但永远遮挡不住黎明的曙光。纵然山河有恙，不敌世间盛

情。春已至，花已开，祥和人间。在此最后向此次逆行者们致以最崇高的敬意，幸得有你，山河无恙。在撰写本文期间，深感祖国之强大，为祖国骄傲，祝愿祖国国泰民安。