风化煤中腐殖酸的活化工艺及对植物生长的影响

发布时间：2017-07-14 17:01

  本文关键词：风化煤中腐殖酸的活化工艺及对植物生长的影响

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【摘要】：风化煤腐殖酸(Humic Acid,简称HA)是由成煤物质经生物化学等复杂作用或经氧化(包含风化)而形成能溶于稀苛性碱(KOH、NaOH)溶液的多种含有缩合芳香烃基、羧酸基化合物的混合物。我国风化煤HA资源储量大,分布广,但HA的品位及其活性低,导致HA对肥料养分的增效或对刺激作物生长的效应较差。针对上述问题,本试验首先探究了不同分子量级的HA对生菜、白菜种子萌发及幼苗生长的影响,优选出对植物生长最具有促进作用的HA分子量级并以此为HA的活化工艺指标,探究不同的工艺条件对风化煤HA的活化、催化的效果。主要结果如下:HA对生菜、白菜幼苗生长的影响1、通过种子萌发及砂培试验,探明了小分子级别HA(分子量10000)在低浓度(100mg/L)下对生菜、白菜种子萌发及幼苗生长起到促进作用,在高浓度(500 mg/L)时具有抑制作用,在中浓度(300 mg/L)时效果最好。与清水处理相比,经300 mg/L HA处理(S2)的生菜、白菜幼苗的芽长分别高出66.02%、48.24%,株高分别高出59.74%、73.28%,生物量分别相对增加了171.54%、43.67%。在显微镜观察条件下,发现S2处理,主要是通过刺激了根系单个细胞的生长,使单个细胞的长度和大小增加,从而促进植物整个根系的生长。该研究表明,将活化HA的分子量控制在10000以内可作为活化工艺的指标条件。2.1、固态加碱(KOH)研磨对HA活化效果的影响根据固体表面化学反应原理,采用固态加碱研磨的方法,通过正交实验设计,探究了最佳活化工艺条件,结果表明,最佳工艺为:碱煤比为1:10,研磨转速为120 r/min,研磨时间为90 min。在此优化条件下,水溶率达27.1%;小分子有机碳含量达1.25%。温度对固态加碱风化煤HA的活化效果的影响2.2、通过在不同温度条件下对风化煤HA活化效果的研究,结果表明100℃条件下风化煤HA的活化效果最好。水溶率较温室(25℃)、55℃以及145℃分别相对增加了32.28%、51.51%和26.26%;小分子有机碳含量较温室(25℃)、55℃以及145℃分别相对增加了64.08%、190.20%和20.33%。3、催化剂与碱对风化煤HA固态活化催化效果的影响试验探讨了在活化剂KOH存在的条件下,TiO2和FePc两种催化剂对风化煤HA的活化催化效果,结果表明:单一的TiO2或FePc对风化煤HA均具有催化作用,二种催化剂以一定比例混合对风化煤HA的催化效果更好,即在FePc:TiO2=1:3时效果最佳。水溶率较空白对照、TiO2以及FePc分别相对增加了20.80%、16.15%和13.53%;小分子有机碳含量较空白对照、TiO2以及FePc分别相对增加了117.57%、90.53%和84.00%。
【关键词】：风化煤 腐殖酸 幼苗生长 活化工艺 催化剂
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S63;O636.9
【目录】：

• 符号说明4-9
• 中文摘要9-11
• Abstract11-13
• 1 前言13-20
• 1.1 风化煤腐殖酸在农业上的应用研究13-15
• 1.2 风化煤腐殖酸的活化催化工艺研究现状15-18
• 1.3 腐殖酸的分级方法18
• 1.4 本课题的研究思路18-20
• 2 材料与方法20-30
• 2.1 腐殖酸对生菜、白菜幼苗生长的影响20-24
• 2.1.1 试验材料20
• 2.1.2 试验仪器20
• 2.1.3 试验方法20-24
• 2.1.3.1 腐殖酸活化提取与分级20
• 2.1.3.2 腐殖酸中有机碳含量的测定20-21
• 2.1.3.3 pH的调控和元素配平21-22
• 2.1.3.4 种子萌发和幼苗生长培养试验22-23
• 2.1.3.5 测定指标及方法23-24
• 2.2 风化煤中腐殖酸的活化工艺技术研究24-27
• 2.2.1 固态加碱研磨活化工艺技术研究24-26
• 2.2.1.1 试验材料24
• 2.2.1.2 试验仪器24
• 2.2.1.3 试验方法24-25
• 2.2.1.4 各项指标测定25-26
• 2.2.2 温度对固态加碱研磨腐殖酸活化影响26-27
• 2.2.2.1 试验材料26-27
• 2.2.2.2 试验仪器27
• 2.2.2.3 试验方法27
• 2.2.2.4 各项指标测定27
• 2.3 催化剂对固态加碱研磨风化煤腐殖酸的活化效果的影响27-30
• 2.3.1 纳米二氧化钛的合成与表征27-28
• 2.3.1.1 试验材料27
• 2.3.1.2 试验仪器27-28
• 2.3.1.3 试验方法28
• 2.3.1.4 指标测定28
• 2.3.2 酞菁铁的合成与表征28-29
• 2.3.2.1 试验材料28
• 2.3.2.2 试验仪器28
• 2.3.2.3 试验方法28-29
• 2.3.2.4 指标测定29
• 2.3.3 催化剂对固态加碱研磨风化煤腐殖酸的活化效果的影响29-30
• 2.3.3.1 试验材料29
• 2.3.3.2 试验仪器29
• 2.3.3.3 试验方法29
• 2.3.3.4 指标测定29-30
• 2.4 数据分析30
• 3 结果与分析30-52
• 3.1 腐殖酸对生菜、白菜幼苗生长的影响30-39
• 3.1.1 腐殖酸样品的红外光谱分析30-31
• 3.1.2 SEM测试结果31-32
• 3.1.3 生菜种子培养试验32-36
• 3.1.3.1 腐殖酸对生菜种子萌发的影响32
• 3.1.3.2 腐殖酸对生菜芽长的影响32-33
• 3.1.3.3 腐殖酸对生菜幼苗生长的影响33-36
• 3.1.4 白菜种子培养试验36-39
• 3.1.4.1 腐殖酸对白菜种子萌发的影响36
• 3.1.4.2 腐殖酸对白菜芽长的影响36-37
• 3.1.4.3 腐殖酸对白菜幼苗生长的影响37-39
• 3.2 风化煤中腐殖酸的活化工艺技术研究39-47
• 3.2.1 固态加碱研磨活化工艺技术研究39-43
• 3.2.1.1 活化产物元素分析39
• 3.2.1.2 腐殖酸水溶性能的测定结果39-40
• 3.2.1.3 有机碳含量的测定结果40-42
• 3.2.1.4 溶液pH及有效钾含量的测定结果42-43
• 3.2.1.5 SEM测试结果43
• 3.2.2 温度对固态加碱研磨腐殖酸活化工艺技术研究43-47
• 3.2.2.1 腐殖酸水溶性能的测定结果43-44
• 3.2.2.2 有机碳含量的测定结果44-45
• 3.2.2.3 E4/E6的测定结果45-46
• 3.2.2.4 红外光谱分析46-47
• 3.3 催化剂对固态加碱研磨风化煤腐殖酸活化效果影响47-52
• 3.3.1 催化剂的表征47-49
• 3.3.1.1 纳米二氧化钛的XRD表征47
• 3.3.1.2 酞菁铁的表征47-49
• 3.3.2 催化剂对固态加碱研磨风化煤腐殖酸的活化效果的影响49-52
• 3.2.2.1 腐殖酸水溶性能的测定结果49-50
• 3.3.2.2 有机碳含量的测定结果50-51
• 3.3.2.3 E4/E6的测定结果51-52
• 4 讨论52-55
• 4.1 腐殖酸对生菜、白菜幼苗生长的影响52-53
• 4.2 风化煤中腐殖酸的活化工艺技术研究53
• 4.2.1 固态加碱（KOH）研磨对腐殖酸活化效果的影响53
• 4.2.2 温度对固态加碱研磨风化煤腐殖酸活化效果的影响53
• 4.3 催化剂加碱研磨对风化煤腐殖酸固态活化效果的影响53-55
• 5 结论55-56
• 5.1 腐殖酸对生菜、白菜效果的影响55
• 5.2 风化煤中腐殖酸的活化工艺技术研究55
• 5.2.1 固态加碱（KOH）研磨对腐殖酸活化效果的影响55
• 5.2.2 温度对固态加碱研磨风化煤腐殖酸的活化效果的影响55
• 5.3 催化剂加碱研磨对风化煤腐殖酸固态活化效果的影响55-56
• 6 创新性56-57
• 参考文献57-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表论文情况66

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本文编号：541861