一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法

本发明涉及改性材料，具体涉及一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法。

背景技术：

1、腐植酸是一类成分复杂的天然有机物质，含有羧基、羰基、醌基、酚羟基、醇羟基、氨基、酰胺基、甲氧基等多种官能团，并广泛存在于风化煤、褐煤、泥炭等资源中。腐植酸酚羟基含量是其生物活性的关键指标之一，酚羟基不仅能够抑制土壤脲酶活性，延缓尿素水解，降低尿素氨挥发损失，而且能够增强作物抗逆性，促进作物根系生长及养分吸收，进而提高作物产量，在农业生产中具有重要作用与意义。

2、对腐植酸进行氧化改性是提高腐植酸酚羟基含量的重要途径。通过超声和强氧化性的化学试剂(如hno3、h2so4、h2o2等)对腐植酸进行氧化改性，促使腐植酸中的化学基团及复杂的支链结构发生断裂，形成小分子结构，可提高腐植酸的氧含量和生物活性。但目前超声或化学活化过程存在改性方向无序性，会破坏腐植酸其他官能团及整体结构性，难以对腐植酸的结构进行定向改性增加其酚羟基含量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法，本发明利用富含氧空位的介孔氧化铝负载氧化铜作为催化剂，结合球磨工艺定向催化氧化制备富含酚羟基的腐植酸。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法，包括以下步骤：

4、将异丙醇铝、氧化铜和聚乙二醇进行球磨混合，得到混合体；

5、将所述混合体进行煅烧，得到介孔氧化铝负载氧化铜；

6、将腐植酸和所述介孔氧化铝负载氧化铜进行球磨处理，得到提升酚羟基含量的腐植酸。

7、优选地，所述异丙醇铝和氧化铜的摩尔比为1～3:2～3；所述异丙醇铝和聚乙二醇的质量比为1～3:1～2；所述聚乙二醇的分子量为2000～4000道尔顿。

8、优选地，所述球磨混合的振动频率为20～30hz；所述球磨混合的时间为30～60min。

9、优选地，所述煅烧的温度为400～700℃，保温时间为6～10h；由室温升温至所述煅烧的温度的升温速率为1～3℃/min。

10、优选地，所述介孔氧化铝负载氧化铜包括介孔氧化铝以及分布在所述介孔氧化铝上的氧化铜颗粒。

11、优选地，所述氧化铜颗粒在介孔氧化铝负载氧化铜中的质量百分比为20％～50％。

12、优选地，所述腐植酸为利用碱溶酸析法从风化煤中提取得到的腐植酸。

13、优选地，所述腐植酸和介孔氧化铝负载氧化铜的质量比为10：0.01～0.3。

14、优选地，所述球磨处理的振动频率为20～30hz；所述球磨处理的时间为30～60min。

15、优选地，所述提升酚羟基含量的腐植酸中酚羟基的摩尔含量占总酸性官能团摩尔含量的百分比为35％～50％。

16、本发明提供了一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法，包括以下步骤：将异丙醇铝、氧化铜和聚乙二醇进行球磨混合，得到混合体；将所述混合体进行煅烧，得到介孔氧化铝负载氧化铜；将腐植酸和所述介孔氧化铝负载氧化铜进行球磨处理，得到提升酚羟基含量的腐植酸。本发明利用介孔氧化铝负载氧化铜对腐植酸进行固相球磨处理，可选择性断裂腐植酸中的c-o单键，不破坏腐植酸其他官能团结构，实现定向提高腐植酸的酚羟基含量。

技术特征：

1.一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异丙醇铝和氧化铜的摩尔比为1～3:2～3；所述异丙醇铝和聚乙二醇的质量比为1～3:1～2；所述聚乙二醇的分子量为2000～4000道尔顿。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球磨混合的振动频率为20～30hz；所述球磨混合的时间为30～60min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为400～700℃，保温时间为6～10h；由室温升温至所述煅烧的温度的升温速率为1～3℃/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介孔氧化铝负载氧化铜包括介孔氧化铝以及分布在所述介孔氧化铝上的氧化铜颗粒。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述氧化铜颗粒在介孔氧化铝负载氧化铜中的质量百分比为20％～50％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐植酸为利用碱溶酸析法从风化煤中提取得到的腐植酸。

8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述腐植酸和介孔氧化铝负载氧化铜的质量比为10：0.01～0.3。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球磨处理的振动频率为20～30hz；所述球磨处理的时间为30～60min。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提升酚羟基含量的腐植酸中酚羟基的摩尔含量占总酸性官能团摩尔含量的百分比为35％～50％。

技术总结
本发明提供了一种介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法，涉及改性材料技术领域。本发明提供的介孔氧化铝负载氧化铜催化氧化定向增加腐植酸酚羟基的方法，包括以下步骤：将异丙醇铝、氧化铜和聚乙二醇进行球磨混合，得到混合体；将所述混合体进行煅烧，得到介孔氧化铝负载氧化铜；将腐植酸和所述介孔氧化铝负载氧化铜进行球磨处理，得到提升酚羟基含量的腐植酸。本发明利用介孔氧化铝负载氧化铜对腐植酸进行固相球磨处理，可选择性断裂腐植酸中的C‑O单键，不破坏腐植酸其他结构，从而定向提高腐植酸的酚羟基含量。

技术研发人员：张英强,袁亮,赵秉强,徐久凯,许猛,张水勤,李燕婷,王薇
受保护的技术使用者：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8