腐植酸应用技术论坛【2】:腐植酸的提取和分离
5、如果想要从土壤和其它物质中直接提取腐植酸的金属-有机络合物,可选用Na型Dowex A-
1(亚氨二乙酸型)树脂。
6、泥炭、有机土壤,甚至某些褐煤中含有一定数量的类脂物质和沥青质(主要为高级脂肪酸的酯类),会干扰腐植酸的萃取,应事先用苯、甲苯或苯-乙醇混合液处理予以脱除。
7、泥炭事先用5%HCl处理易水解物;有机土壤中非腐植物质(主要是半纤维素、一些多肽及含氮有机物),应事先用6mol/L
HCl在90℃下降解。但水解使HA发生较大化学变化,并损失达40%,更不适用于黄腐酸的分离和提取。
8、用离子交换树脂(或膜)、分子吸附膜从水中分离腐植酸,其中XAD-
8树脂(非离子型大孔甲基丙烯酸甲酯树脂)吸附最有效,可有效地排除糖类、肽以及化学结合的金属离子;国产的GDX-102是类似的吸附树脂。
9、用超声波处理、机械活化、物理分选等等方法对原料预处理, 均可有效提高萃取率。用1M
HF事先处理土壤,可大大腐植酸提取率。
2.3 纯化
不同方法萃取出来腐植酸几乎都含有较多的无机质。粗腐植酸的纯化主要是脱除无机质,俗称“脱灰”,方法有:
1、物理絮凝:在HA的碱提取液中添加适量的Na2SO4,促进细分散的无机胶体加快絮凝沉淀,通过离心或过滤,再用HCl调到pH~1.5, 加热,水洗,一般可得到灰分<5%的腐植酸;
2、化学法:1g腐植酸放入0.5ml浓HCl+0.5ml 48%HF+99ml水的混合液中,
室温下振摇24~48h,水洗到无Cl-离子。此法可有效脱除Fe、Al、Si,使灰分降至1%以下;也可用NaOH-H2SO4-HNO3依次处理,使无机成分先分别形成硅酸钠、偏铝酸钠、氧化铁等,再用酸溶解、沥滤;
3、黄腐酸(FA)与无机盐的分离和精制。现有的部分技术是:1)渗析或电渗析法:用半透膜可有效分离无机盐与水溶腐植酸,但难分离络合或强吸附的腐植酸-
金属有机化合物;2)H型吸附树脂(如羧酸型Ambertite IR-120、磺酸型Dowex-
50)吸附FA,用碱液脱附FA,再用阳离子树脂吸附,用醚提取,可得低灰分的FA[91];4)用表面活性剂吸附分离;3)用Fe3+、Al3+、Pb2+等高价金属离子沉淀FA,再用强螯合剂(如双苯硫腙)络合,在pH7的腐植酸溶液中加入阳离子表面活性剂(如溴化多米砜
DB),使其与FA形成离子对,然后抽提脱除DB;5)溶剂分离:用HCl处理腐植酸钠、水洗脱酸后,再依次用乙醇和水提取FA。
4、无论腐植酸还是黄腐酸,浓缩、干燥时最容易发生化学变化,故处理温度应<70℃,最好是减压浓缩和冷冻干燥。
2.4 IHSS土壤腐殖质综合分离法
国际腐殖质协会(IHSS)制定的土壤腐殖质的综合分离法是迄今唯一的腐植酸(HA)样品统一处理方法,基本上遵循了上述条件温和、萃取充分、溶质-溶剂无不可逆作用等原则。操作过程如下:
将土壤过2.0mm筛,按1:10(质量/体积,即M/V)加入1M
HCl,使达到pH1~2,室温下振荡1h,离心,上清液分出FA(a)。在残留物中按1:10(M/V)加入1M NaOH,在氮气氛下混合、振荡4h,静置过夜,离心,除去残渣,用6mol/L
HCl将提取液调到pH~1,静置12h,离心,上清液分出FA(b)。在N2气氛下将沉淀出来的腐植酸(HA)用尽量少的0.1M KOH重新溶解,高速离心,加6M
HCl调到pH~1,沉淀12~16h,离心,弃去清液,残留的HA用0.1M HCl+0.3M
HF混合液,室温下振荡过夜,离心,反复用HCl+HF处理,使HA灰分<1.0%。再通过透析膜或透析管,使AgNO3检测不出Cl-,冷冻干燥。合并(a)、(b)两份黄腐酸溶液,用XAD-