Химические и структурные превращения органических компонентов торфов после механоактивации

• Автор: Иванов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНОАКТИВАЦИИ ТВЕРДЫХ КАУСТОБИОЛИТОВ.

1.1. Химический состав органического вещества торфа

1.1.1. Гуминовые полифенольные полимерные вещества.

1.1.2. Углеводы торфов.

1.1.3. Битумы торфов.

1.1.4. Физикохимическое взаимодействие основных органических компонентов торфа

1.2. Особенности механоактивации твердых тел.

1.3. Изменение физикохимических свойств основных компонентов каустобиолитов при механической обработке
1.3.1. Превращения гуминовых компонентов торфов и бурых углей при механической обработке.

1.3.2. Превращения углеводных компонентов и битумов торфов.

1.4. Антиоксидантная активность гуминовых веществ и способы
ее определения.
1.5. Использование продуктов переработки торфа в качестве стимуляторов
роста растений. Сведения о биологически активных веществах торфов
1.6. Постановка задачи исследования
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Методика проведения механохимичсской обработки торфов. Материалы
2.2. Комплексная схема выделения органических соединений из торфов.
2.3. Исследование общетехнических свойств торфов.
2.4. Исследование химического состава, строения и свойств выделенных
фракций торфов.
2.4.1. Анализ углеводородного состава биту мов
2.4.2. Гельпроникающая хроматография гуминовых кислот
и полисахаридов.
2.4.3. Моносахаридный анализ полисахаридов
2.4.4. Исследование функционального состава фракций торфов
методом ИКспектроскопии
2.4.5. Исследование фрагментного состава фракций торфов методом
ЯМР Сспектроскопии.
2.5. Исследование поведения гуминовых кислот, полисахаридов и
полифенолов в процессе электровосстановления кислорода
2.6. Определение антиоксидантних свойств битумных компонентов торфов
2.7. Исследование биологической активности продуктов
механоактивации торфа.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ, ВЫДЕЛЯЕМЫХ ИЗ ТОРФОВ.
3.1. Общетехническая характеристика торфов
3.2. Влияние различных видов добавок на выход водорастворимой фракции верхового меха необработан ного торфа и обоснование дальнейшего
выбора реагентов для технологии получения препаратов торфа
3.3. Элементный состав торфов.
3.4. Минеральный состав торфов
3.5. Химический групповой состав торфов.
3.6. Изменения в составе основных выделяемых компонентов
торфов при механохимической обработке.
3.6.1. Изменения в составе гуминовых кислот.
3.6.2. Изменения в составе лолифенольных компонентов
3.6.3. Изменения в составе полисахаридного комплекса
3.6.4. Изменения в составе битумов.
4. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРЕПАРАТОВ
МЕХАНОАКТИВИРОВАННОГО ТОРФА
4.1. Каталитические свойства торфяных препаратов в процессе
электровосстановления кислорода
4.2. Антиоксиданты в битумных компонентах торфов.
4.3. Биостимулирующая активность продуктов механоактивации торфа.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
МЕХАНОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПЕРЕРАБОТКЕ ТОРФА.
5.1. Технологические рекомендации по производству торфяного
стимулятора механохимической активацией
5.2. Области перспективного применения и преимущества
механохимической технологии переработки торфов.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Изучение изменений в составе и свойствах основных компонентов торфов при механохимической обработке представляет самостоятельный интерес с точки зрения их использования как источника биологически активных веществ и создания препаратов физиологического действия . Существует ряд интересных работ, резюмируя которые можно оценить состояние исследований в области механохимии природных каустобиолитов и получить сведения о биологически активных веществах торфов. Согласно современным представлениям торф самое молодое полезное ископаемое, открывающее генетическую ветвь природных каустобиолитов твердых топлив торф бурые угли каменный уголь антрацит. Торф это полуколлоидная высокомолекулярная многокомпонентная полифракционная гидрофильная система 4, 5, , . Он образуется в результате биохимического превращения растительных остатков в переувлажненных условиях при ограниченном доступе кислорода. Основным источником торфообразования являются болотные растения. Почти сразу же после отложения остатков отмерших растений на поверхности земли начинаются их биохимические и геохимические изменения, а также механическое измельчение и уплотнение. На поверхности земли эти изменения происходят в окислительных условиях, но после того, как ранее отложившиеся растительные остатки перекрываются позже отлагающимися органическими остатками, окислительная обстановка сменяется восстановительной. Реакция среды обычно нейтральная или слабокислая на поверхности, становится все более кислой по мере увеличения глубины погружения . В разных геохимических обстановках встречаются разные популяции бактерий и грибов. Бактерии избирательно разлагают углеводную и белковую части растительных клеток. Более устойчивые ее компоненты относительно накапливаются или же, вступая в реакции меланообразования, конденсации и другие, дают начало гуминовым веществам торфа . Разнообразие условий формирования торфяной залежи и участие в этом процессе всевозможной болотной флоры приводит к образованию торфов различного химического состава, в нем содержится большое количество весьма ценных органических и неорганических соединений. В химическом составе торфа сочетаются соединения растительного происхождения, продукты их распада и вторичного микробного и биохимического синтеза. В торфообразованиях содержится много различных гликозидов, алколоидов, сапонинов, дубильных веществ, эфирных масел и других физиологически активных соединений. Учитывая, что в торфообразовании активное участие принимают низшие грибы, антиномицеты и бактерии, то к выше перечисленным веществам следует добавить еще антибиотики, ферменты, витамины. Состав и свойства торфа во многом определяются химическими особенностями исходного растительного материала. Растенияторфообразователи разных видов сфагновые мхи, осоки, кустарники, лиственные и хвойные деревья существенно отличаются по химическому составу и свойствам 4, . В зависимости от условий образования, состава исходных растенийторфообразователей, особенностей питания все торфы делят на три типа низинные, верховые и переходные 4, 5, , . Верховой торф образуется в верховых болотах, увлажняется преимущественно атмосферными осадками, он почти полностью органический, неминерализованный. Здесь поселяются растения, нуждающиеся в минимальном количестве питательных веществ пушица, сфагновые мхи, клюква, багульник и др. Низинные торфа образуются на богатых питательными веществами пониженных местах рельефа, увлажняются подземными, грунтовыми водами. Растительность низинных торфяников весьма разнообразна, в них встречаются заросли тростника, хвощей, осоки, зеленые мхи, ольха, береза. Переходные торфа занимают среднее положение между низинным и верховым торфом . Состав органических компонентов торфов и их генезис рассмотрен в многочисленных трудах различных исследователей 4, 5, , ,, . Традиционно в составе органического вещества ОВ торфа различают следующие основные группы веществ битумы, углеводный комплекс, лигнин и гуминовые кислоты 4, 5. Гуминовые вещества ГВ торфа представляют собой высокомолекулярные органические азотсодержащие кислоты нерегулярного строения и отличаются большой сложностью состава. Источником их образования являются органические соединения растений 4, , . Образование ГВ происходит в две стадии.