一種藻體中腐殖酸大孔徑樹脂分級(jí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及腐殖酸分離提取技術(shù)，具體涉及一種藻體中腐殖酸大孔徑樹脂分級(jí)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]腐殖酸又名胡敏酸(humic acid)是由動(dòng)植物及其殘?bào)w經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物過程形成的大分子有機(jī)混合物，它廣泛存在于土壤、水體、沉積物等環(huán)境介質(zhì)中。腐殖酸能溶于堿性和中性溶液，不溶于酸。腐殖酸中含有大量活性官能團(tuán)如羧基、酚羥基、羰基、氨基和巰基，從而具有很高的反應(yīng)活性。例如在天然環(huán)境中，腐殖酸能與環(huán)境中的有毒重金屬離子和有機(jī)污染物(如重金屬、農(nóng)藥、PPCPs、PAHs等)發(fā)生相互作用，形成化學(xué)和生物穩(wěn)定性的溶于水和不溶于水的物質(zhì)，從而改變其迀移、轉(zhuǎn)化規(guī)律和生物有效性。
[0003]—般認(rèn)為，腐殖酸來自于動(dòng)植物殘?bào)w的降解，但研究表明海洋藻體中含有大量腐殖酸。水生生物中，特別是藻體中腐殖酸的提取對(duì)研究水體中腐殖酸來源和歸趨具有重要意義?，F(xiàn)代儀器分析技術(shù)的發(fā)展，為腐殖酸的研究提供了先進(jìn)的手段，取得大量突破性創(chuàng)新。人們已經(jīng)熟知腐殖酸的含碳量、紅外特征、紫外特征等基本理化性質(zhì)。但是由于腐殖酸的組成和結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，它的元素組成、分子量、芳香度及官能團(tuán)含量等結(jié)構(gòu)隨著時(shí)空不同而發(fā)生變化。為了更近一步的研究腐殖酸的結(jié)構(gòu)和組成，前人將腐殖酸進(jìn)行分級(jí)分離，從而減小其異質(zhì)性，取得一些列成果。但針對(duì)于藻體腐殖酸的分級(jí)分離尚未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種藻體中腐殖酸大孔徑樹脂分級(jí)方法，該方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)褐藻生物體腐殖酸分離及腐殖酸分級(jí)提取過程的不足，獲得純度較高的腐殖酸各級(jí)亞組分。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開的技術(shù)方案為:一種藻體中腐殖酸大孔徑樹脂分級(jí)方法，所述分級(jí)提取方法包括如下步驟:
步驟a、藻體預(yù)處理:
取風(fēng)干后的藻體，剔除雜物，在3050°C下烘干，碾磨后過篩，得到藻體粉末；
步驟b、藻體索氏提取:
將藻體粉末置于索式提取器中，依次用乙醚、丙酮、95%乙醇、二氧雜環(huán)己烷作為提取液進(jìn)行索提；索提過程中，當(dāng)采用其中一種索提液索提時(shí)，則每隔5h，在220nm波長的紫外可見光下測(cè)定索提液的吸光度，當(dāng)測(cè)得的索提液的吸光度大于或等于0.01時(shí)，則繼續(xù)該索提過程；當(dāng)測(cè)得的吸光度小于0.01時(shí)，更換下一個(gè)索提液進(jìn)行索提；
步驟C、藻體的氯化鈣處理:
向去離子水索提藻體中加入氯化鈣溶液，使固液比達(dá)到1:10，在40-70°C條件下連續(xù)攪拌10-40 min后，離心棄去上層清液，得到氯化媽處理藻體I ;
向氯化鈣處理藻體I中加入氯化鈣溶液，使固液比達(dá)到1:10，在40-70°C條件下連續(xù)攪拌10-40 min后，離心棄去上層清液，得到氯化鈣處理藻體2 ;
向氯化鈣處理藻體2中加入去離子水，使固液比達(dá)到1:10，連續(xù)攪拌10-60 min后，離心棄去上層清液，得到去離子水處理藻體；
向去離子水處理藻體中加入鹽酸，使固液比達(dá)到1:10，連續(xù)攪拌10 -60 min后，離心棄去上層清液，得到鹽酸處理藻體I ;
向鹽酸處理藻體I中加入鹽酸，使固液比達(dá)到1: 10，連續(xù)攪拌10-60 min后，離心棄去上層清液，得到鹽酸處理藻體2 ;
向鹽酸處理藻體2中加入鹽酸，使固液比達(dá)到1: 10，連續(xù)攪拌10 -60 min后，離心棄去上層清液，得到鹽酸處理藻體3 ;
向鹽酸處理藻體3中加入去離子水，使固液比達(dá)到1:10，連續(xù)攪拌10 min后，離心棄去上層清液，得到水洗鹽酸處理藻體；
步驟d、藻體的碳酸鈉處理:
向水洗鹽酸處理藻體中加入碳酸鈉溶液，使固液比達(dá)到1:10，在40-70°C條件下連續(xù)攪拌30-60 min后，離心所得固體標(biāo)記為碳酸鈉處理藻體I ;
向碳酸鈉處理藻體I中加入碳酸鈉溶液，使固液比達(dá)到1:10，在40-70°C條件下連續(xù)攪拌30-60 min后，離心所得固體標(biāo)記為碳酸鈉處理藻體2 ;
向碳酸鈉處理藻體2中加入去離子水，使固液比達(dá)到1:10，連續(xù)攪拌10 -60 min后，離心所得固體標(biāo)記為水洗碳酸鈉處理藻體；
步驟e、藻體的堿液提取:
氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，向水洗碳酸鈉處理藻體中加入氫氧化鈉和焦磷酸鈉，并用去離子水稀釋，使溶液中氫氧化鈉和焦磷酸鈉的濃度均為0.1 mol/L，且溶液中固液比為1:10，攪拌溶液4-6 h，靜置20-28 h后，離心得到上層清液I和藻體殘?jiān)麵 ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，向上層清液I中加入6mol/L鹽酸，使溶液pH =1.0，攪拌30-60 min,靜置20-28h后，離心得固體標(biāo)記為腐殖酸I ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，向藻體殘?jiān)麵中加入氫氧化鈉和焦磷酸鈉，并用去離子水稀釋，使溶液中氫氧化鈉和焦磷酸鈉的濃度均為0.1 mol/L，且溶液中固液比為1:10，攪拌4-6 h，靜置20-28 h后，離心得到上層清液2和藻體殘?jiān)? ;
氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，向上層清液2中加入6mol/L鹽酸，使其pH =1.0，攪拌30-60 min，靜置20-28 h后，離心得固體標(biāo)記為腐殖酸2 ;
將腐殖酸I和腐殖酸2合并，標(biāo)記為粗提腐殖酸；
步驟f、藻體腐殖酸除硅:
氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，用含有0.lmol/L氫氧化鈉和0.3 mol/L氯化鈉的溶液將步驟e中的粗提腐殖酸溶解，使其濃度為1-2 g/L，攪拌30 -60 min，高速離心分離，得到上層清液3;
將上層清液3用6 mol/L鹽酸酸化至pH=l.0，再加入濃氫氟酸，使氫氟酸濃度為0.3mol/L,持續(xù)攪拌4-6 h，靜置20-28h后，高速離心分離得固體標(biāo)記為無硅腐殖酸；
步驟g、藻體腐殖酸除富里酸:
向步驟f中的無娃腐殖酸中加入0.lmol/L鹽酸溶液，使其固液比為1:10，持續(xù)攪拌4_6h，并靜置20-28h后，離心得到上層清液4及純化腐殖酸；
步驟h、藻體腐殖酸的亞組分分級(jí): 在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，用氫氧化鈉將步驟g中的純化腐殖酸溶解，加入去離子水使溶液中的腐殖酸濃度在1-2 g/L,用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH=2后，以15倍柱體積/h的速度流過XAD-8樹脂柱，流出液棄去；
以5柱體積/h的速度，依次用pH=3、pH=5和pH=7的0.lmol/L焦磷酸鈉緩沖液淋洗XAD-8樹脂柱，分別收集流出液并立即酸化至pH 1，攪拌4 h后，離心得到固體三份分別標(biāo)記為粗提藻體腐殖酸亞組分I一一粗提藻體腐殖酸亞組分3 ;
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以5柱體積/h的速度，依次用pH=9、pH= 11和pH=13的0.lmol/L焦磷酸鈉緩沖液淋洗XAD-8樹脂柱，分別收集流出液并立即酸化至pH 1，攪拌4 h后，離心得到固體三份分別標(biāo)記為粗提藻體腐殖酸亞組分4一一粗提藻體腐殖酸亞組分6 ;
步驟1、藻體腐殖酸亞組分除鹽及固化:
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，用0.1 mol/L的氫氧化鈉分別溶解粗提藻體腐殖酸亞組分I至粗提藻體腐殖酸亞組分6，用鹽酸調(diào)節(jié)每份溶解液的pH=5-9，并使每份溶解液的固液比均為1:2，共計(jì)得到六份腐殖酸亞組分溶液；
將六份腐殖酸亞組分溶液分別置入6個(gè)7000道爾頓透析袋，并將每個(gè)透析袋置于超純水中，組成透析體系，攪拌12 h，鹽分通過透析袋進(jìn)入超純水，將每個(gè)透析袋中的腐殖酸亞組分溶液冷凍干燥得到六份腐殖酸亞組分固體，命名為藻體腐殖酸亞組分1、藻體腐殖酸亞組分2、藻體腐殖酸亞組分3、藻體腐殖酸亞組分4、藻體腐殖酸亞組分5、藻體腐殖酸亞組分
6o
[0006]優(yōu)選的，所述步驟g中，所得上層清液4用溶解有機(jī)碳測(cè)定儀器測(cè)定其溶解有機(jī)碳含量，如果上層清液4中溶解有機(jī)碳T0C>5mg/L，則重復(fù)步驟g，直到測(cè)得T0C〈5 mg/L后，再進(jìn)行步驟h。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟h中，當(dāng)以某一 pH值的焦磷酸鈉緩沖液淋洗XAD-8樹脂柱時(shí)，每收集2-50 ml流出液，即用特定波長紫外/可見波長進(jìn)行測(cè)定，流出液的紫外/可見吸光值先增大后減小，當(dāng)流出液紫外/可見吸光值小于最大吸光值的0.5%時(shí)，停止該pH值的焦磷酸鈉緩沖液的淋洗。優(yōu)選的，步驟h中，用550η波長的紫外/可見波長進(jìn)行測(cè)定流出液的吸光值。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟i中，每個(gè)透析袋的透析體系攪拌12h后，先用鉬酸銨分光光度法和硝酸銀法分別測(cè)定步驟i中去離子水中總磷的含量和氯離子含量，如果總磷含量>0.01 mg/L或者有氯化銀存在，則多次更換透析體系中的超純水，每次加入去離子水，攪拌12 h后，再次測(cè)定，直到測(cè)得的總磷含量〈0.01 mg/L且檢測(cè)不到氯離子。
[0009]優(yōu)選的，還包括步驟j:取少量步驟i所得的六