專利名稱：一種黑腐酸的改性方法及其產(chǎn)品在修復(fù)土壤中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種腐植酸的改性，尤其涉及一種黑腐酸的改性方法及其產(chǎn)品在修復(fù)土壤中的應(yīng)用，屬于表面活性劑及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
腐植酸是一種無定形的、主要是植物的遺骸經(jīng)微生物分解和轉(zhuǎn)化及一系列的化學(xué)過程和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)，廣泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋及泥炭、褐煤和風(fēng)化煤。其分子中含有共扼雙鍵、芳香環(huán)、醌基及半醌基等基團(tuán)，是天然的土壤改良劑，具有界面活性、陽離子交換能力、絡(luò)合能力及吸附分散能力等。根據(jù)腐植酸在一些溶劑中的溶解度及其顏色，可以將腐植酸可分為黃腐酸、棕腐酸和黑腐酸。黃腐酸是一種既可溶于酸也可溶于堿的物質(zhì)，其溶液呈黃色；棕腐酸是一種既溶于水，也不溶于酸，但可溶于堿和乙醇溶液的物質(zhì)；黑腐酸又稱胡敏酸，既不溶于水或酸， 又不溶于乙醇或丙酮，僅溶于堿溶液，且溶液呈黑色。由于腐植酸或腐植酸鹽本身具有一定的表面活性，是一種天然的表面活性劑，可以作為一種土壤修復(fù)劑，而且，腐植酸作為表面活性劑在淋洗修復(fù)污染土壤中的應(yīng)用也有相關(guān)的報(bào)道。但是，由于腐植酸本身的疏水基團(tuán)的強(qiáng)度與親水基團(tuán)的強(qiáng)度不能相匹配，從而使其本身的交換容量也較低，使腐植酸本身在修復(fù)污染土壤方面受到了一定的限制。而如果選用腐植酸鹽施用于土壤中，則容易造成土壤的鹽堿化，從而造成二次污染。作為一種良好的表面活性劑，不但應(yīng)具有親水性基團(tuán)和親油性基團(tuán)，而且其本身的親油強(qiáng)度與親水強(qiáng)度應(yīng)該相匹配。因此，如何通過一種合適的改性方法，通過對(duì)腐植酸進(jìn)行改性使得到腐植酸改性物本身既具有親水性基團(tuán)，又具有親油性基團(tuán)，且親油親水強(qiáng)度相匹配，其對(duì)學(xué)術(shù)界來說具有較大的研究意義?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)腐植酸的改性也取得了一定的成果，如司林杰等人在2007年06月北京化工大學(xué)公開的一種腐植酸表面活性劑的制備及表面性質(zhì)研究中披露了一種黃腐酸的改性方法以及黑腐酸的改性方法，所述的黃腐酸的改性方法是將黃腐酸鹽與烷基氯化銨鹽反應(yīng)得到黃腐酸改性物，但是由于黃腐酸的分子量較小，脂溶性比較差，對(duì)污染土壤中的重金屬及持久性有機(jī)物的修復(fù)能力較差。其中還公開了一種黑腐酸的改性方法，是將黑腐酸在堿性條件下與羥甲基磺酸鈉進(jìn)行磺甲基化反應(yīng)，然后，再與氯乙酸乙酯反應(yīng)得到改性后的帶酯基的磺甲基黑腐酸。該方法通過對(duì)黑腐酸進(jìn)行改性，通過引入磺甲基，在一定程度上增加了黑腐酸本身的水溶性，同時(shí)引入新的酯基基團(tuán)，也在一定程度上增加了黑腐酸的親油性。雖然通過改性增加了黑腐酸的表面活性，但是該黑腐酸改性物在修復(fù)重金屬及有機(jī)物污染方面的性能較差，不能很好的達(dá)到修復(fù)效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種改善黑腐酸表面活性、工藝過程簡」
-種該方法得到的黑腐酸改性物在修復(fù)重
-種黑腐酸的改性方法，其
-、操作容易的黑腐酸的改性方法，又提供-金屬和/或有機(jī)物污染的污染土壤中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的， 特征在于該方法包括以下步驟A、烷基化反應(yīng)將黑腐酸加入到堿性溶液中，并調(diào)節(jié)pH值為9 11，加入烷基化試劑，所述的烷基化試劑為鹵代烷烴，控制溫度在65°C 85°C的條件下，進(jìn)行烷基化反應(yīng)， 得到烷基化黑腐酸；B、磺甲基化反應(yīng)將上述得到的烷基化黑腐酸加入到磺甲基化試劑中，控制溫度在60°C 100°C的條件下，磺甲基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行后處理，得到黑腐酸改性物。本發(fā)明的上述一種黑腐酸的改性方法，不僅得到的黑腐酸改性物具有較好的表面活性，同時(shí)，親水基團(tuán)和親油基團(tuán)的強(qiáng)度相匹配，而且本發(fā)明的改性方法得到的黑腐酸改性物在對(duì)污染土壤的修復(fù)方面具有較強(qiáng)的修復(fù)能力，尤其是在修復(fù)重金屬污染和有機(jī)物污染的污染土壤，效果更好。本發(fā)明之所以選用對(duì)黑腐酸進(jìn)行改性，是由于黑腐酸具有較大的分子量，親油性較好，具有一定的表面活性，是一種容易開發(fā)的天然的表面活性劑，對(duì)環(huán)境友好，但是由于黑腐酸本身的一些性質(zhì)，其水溶性比較差，因此，黑腐酸在親水性方面較差，然而作為一種良好的表面活性劑不僅具有較好的親水性，還要具有較好的親油性。所以，本發(fā)明通過對(duì)黑腐酸進(jìn)行改性，使得到的黑腐酸改性物在親水和親油方面的性能都較好。本發(fā)明通過先對(duì)黑腐酸進(jìn)行烷基化反應(yīng)，然后再進(jìn)行磺甲基化反應(yīng)得到最終的黑腐酸改性物， 得到的黑腐酸改性物在修復(fù)污染土壤的能力較強(qiáng)，是一種可作為污染土壤修復(fù)劑的改性腐植酸。本發(fā)明的上述一種黑腐酸的改性方法可以通過以下化學(xué)反應(yīng)式表示
權(quán)利要求
1.一種黑腐酸的改性方法，其特征在于該方法包括以下步驟A、烷基化反應(yīng)將黑腐酸加入到堿性溶液中，并調(diào)節(jié)PH值為9 11，加入烷基化試劑， 所述的烷基化試劑為鹵代烷烴，控制溫度在65°C 85°C的條件下，進(jìn)行烷基化反應(yīng)，得到烷基化黑腐酸；B、磺甲基化反應(yīng)將上述得到的烷基化黑腐酸加入到磺甲基化試劑中，控制溫度在 60°C 100°C的條件下，磺甲基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行后處理，得到黑腐酸改性物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟A中所述的堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、碳酸鉀溶液或碳酸鈉溶液中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟A中所述的鹵代烷烴與黑腐酸的質(zhì)量比為1 3 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟A中所述的鹵代烷烴為氯代烷烴、溴代烷烴或碘代烷烴中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟A中所述的鹵代烷烴為鹵代十二烷烴、鹵代十六烷烴或鹵代十八烷烴中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟B中所述的磺甲基化試劑為包括甲醛與亞硫酸氫鈉的混合液、羥甲基磺酸鈉中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟B中所述的磺甲基化試劑與烷基化黑腐酸的質(zhì)量比為1 4 10。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟B中所述的溫度為70°C 80°C，所述的磺甲基化反應(yīng)時(shí)間為4 12小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黑腐酸的改性方法，其特征在于步驟B中所述的后處理過程為將磺甲基化反應(yīng)后得到的反應(yīng)液調(diào)節(jié)PH值至6. 0 7. 0，然后降溫至室溫進(jìn)行抽濾，將得到的濾液進(jìn)行減壓蒸餾蒸干溶劑，得到的固體物在干燥箱中烘干，得到改性黑腐酸。
10.一種如權(quán)利要求1所述的一種黑腐酸的改性方法得到的黑腐酸改性物在修復(fù)土壤中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種黑腐酸的改性方法及其產(chǎn)品在修復(fù)土壤中的應(yīng)用，屬于表面活性劑及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。解決現(xiàn)有技術(shù)中黑腐酸的表面活性差，對(duì)污染土壤修復(fù)能力差的問題。該方法包括將黑腐酸與烷基化試劑鹵代烷烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)，得到烷基化黑腐酸；然后再與磺甲基化試劑進(jìn)行磺甲基化反應(yīng)得到最終的黑腐酸改性物。本發(fā)明的上述方法工藝過程簡單、操作容易，且得到的黑腐酸改性物具有較高的表面活性，親水性與親油性的強(qiáng)度相匹配；還能夠較好的修復(fù)污染土壤，尤其是在修復(fù)重金屬污染土壤和有機(jī)物污染土壤方面的修復(fù)能力。
文檔編號(hào)B09C1/08GK102504278SQ20111038947
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者于紅艷, 張昕欣, 徐峰, 陳紅云 申請(qǐng)人:臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院