现代农业科技圆园13年第20期资源与环境科学核桃壳焦油成分及其化学利用研究卢仕远1杨玉琼1*杜松2陈健1吕月梅1渊1毕节学院袁贵州毕节551700曰2毕节地区刑事科学技术研究所冤摘要对核桃壳焦油膏状物进行研究袁用GC/MS法对生物质焦油馏分成分进行分析遥结果表明院已定性的有14种化合物袁其中含有多种可利用的成分袁在医药尧农药和化工等方面利用存在可能性遥关键词核桃壳焦油膏状物曰蒸馏曰GC/MS分析曰化学利用中图分类号TQ517文献标识码A文章编号1007-5739渊2013冤20-0205-01渊1BijieUniversity袁BijieGuizhou551700曰2BijieDistrictPublicSecurityBureau袁CriminalScienceandTechnologyResearchInstitute冤AbstractExperimentstudiedthewalnutshelltarpaste袁mixedsolventextractcomponentswasanalyzedusingGC/MSmethod.Theresultsshowedthat14kindsofcompoundshadbeenqualitative袁whichcontainedavarietyofavailableingredients.Itshowedthatthepossibilityofutilizationwasexistentinthemedicine袁pesticideandchemicalaspeces.Keywordswalnutshelltarpaste曰distillation曰GC/MSmethod曰chemicalutilizationResearchonCompositionandItsChemicalUtilizationofWalnutShellTarLUShi-yuan1YANGYu-qiong1*DUSong2CHENJian1LVYue-mei1生物质焦油是生物质在少量空气作氧化剂高温热解气化过程中产生的一种副产物袁易使燃气管道出现堵塞尧腐蚀现象袁造成气化设备系统不稳定遥焦油是一种复杂有机混合物袁易造成环境污染和能量浪费袁但其中部分化合物为可利用的化工原料[1-3]遥该试验对毕节市农机研究所设计的秸秆气化炉在生物质制气过程中产生的核桃壳焦油膏状物进行了研究袁探索核桃壳焦油成分在医药尧农药和化工等方面的利用袁为解决由它带来的环境污染和资源浪费问题袁及生物质焦油的综合利用提供参考遥1材料与方法1.1试验材料1.1.1供试样品遥核桃壳焦油样品由毕节市农机研究所设计的生物质气化炉在生物质制气过程中产生的核桃壳焦油膏状物通过预处理而得袁即将原核桃壳焦油膏状物用丙酮溶解后经离心机以5000r/min预处理15min后袁进行减压过滤袁滤掉焦油中所含的粗杂质袁回收丙酮溶剂袁其剩余物为核桃壳焦油样品曰其他试剂均为国产分析纯遥1.1.2试验仪器遥GC/MS-QP2010Pus气质联用仪渊日本岛津冤曰TG20台式高速离心机渊长沙迈佳森仪器设备有限公司冤曰AUY220电子分析天平渊日本岛津冤曰RE52CS型旋转蒸发仪渊上海亚荣生化仪器厂冤曰SG6200HPT超声波清洗仪渊上海冠特超声仪器有限公司冤遥1.2核桃壳焦油蒸馏250mL斜三颈烧瓶中袁装上冷凝装置袁进行梯度升温蒸馏收集棕色核桃壳焦油馏分袁用二氧化碳密封于冰箱中备用遥1.3气相色谱条件气相色谱条件院色谱柱RXI-1MS弹性石英毛细管柱基金项目第二批国家级大学生创新创业训练项目渊201210668002冤曰贵州省教育厅自然科学研究项目渊黔教科2010071冤曰贵州省高等学校大学生创新创业训练计划项目渊201210668002冤曰毕节学院化学与化学工程学院大学生科研训练计划项目遥*通讯作者收稿日期2013-09-13渊30m伊0.25mm伊0.25滋m冤曰柱温60益保持2min袁以4益/min升温至220益袁保持3min曰进样口温度220益曰载气院高纯He气曰气压力2.4kPa曰气流量1.0mL/min曰分流比30颐1曰进样量0.5滋L曰质谱条件院电离源EI曰源温度250益曰电离电压院70eV曰ME电压1050eV曰接口温度280益曰质谱扫描范围50~450amu曰溶剂延迟时间4.5min曰扫描时间0.5s遥2结果与分析2.1GC/MS分析鉴定结果mL容量瓶袁取0.5滋L溶剂进行GC/MS分析[4-7]袁检测结果如峰面积归一化求得各化学成分相对质量分数袁结果如表1所示遥27185292称取核桃壳焦油馏分0.01g加乙酸乙酯渊A.R冤定容25图1所示遥通过检索标准数据库袁共检测出41种成分袁利用称取1.1.1中预处理所得核桃壳焦油样品15.00g袁置入图1核桃壳焦油总离子流从生物质焦油化学分析可知袁已定性14种化合物袁其均是苯的羟基衍生物袁如间甲酚渊24.04%冤尧2-甲氧基-4-甲基苯酚渊20.47%冤尧2-甲氧基-4-乙基苯酚渊9.50%冤尧2袁5-二甲基苯酚渊7.01%冤尧2袁4-二甲氧基苯酚渊6.78%冤尧对甲酚渊5袁73%冤等遥2.2核桃壳焦油化学成分利用胡桃壳焦油中化学组分可用于医药尧农药合成袁其中2-甲氧基-4-甲基苯酚用作医药及其他有机合成中间体曰间甲酚用于合成杀菌剂和农药中间体袁生产杀虫剂杀螟松尧倍硫磷尧速灭威尧二氯苯醚菊酯等曰2袁5-二甲基苯酚是有机合成渊下转第213页冤20510.020.030.040.0渊10益/5min冤袁回收105益前的馏出液后袁用50mL三角瓶张宜昌院纽翠绿腐植酸有机复合液肥在早稻上的应用效果研究说明该试验条件下施用纽翠绿液肥具有增产的效果袁而以纽翠绿300倍液的产量较高遥其原因可能是由于纽翠绿液肥是腐植酸与大量元素氮尧磷尧钾以及各种微量元素的螯合产物袁富含农作物尧植物生长所需的各种养分袁能满足水稻生育过程对营养元素的需求[8]遥2.3不同处理对水稻经济效益的影响19220.87元/hm2袁产投比为5.80曰其次为处理C袁净利润为18669.50元/hm2袁产投比为4.53遥处理CBACK产量kg/hm26975695567406340产值纽翠绿成元/hm2本椅元/hm219530337.5019474253.1318872202.50177520机复合液肥能促进生长发育袁增强抗倒伏尧抗病能力袁改善和提高早稻农艺经济性状遥喷施纽翠绿液肥300尧400尧500倍液分别比清水对照增产635尧615尧400kg/hm2袁增幅分别为10.0%尧9.7%尧6.3%袁均较对照增产极显著曰其中以喷施纽翠投比为5.80遥4参考文献[1]刘立新.腐植酸在植物营养元素上的作用[J].腐植酸袁2002渊2冤院14-16.[2]张辉袁姜文勇袁刘波袁等.不同腐植酸促进植物生长活性及作用机理研究要要要域.腐植酸对植物酶活性尧呼吸作用及光合作用的影响[J].腐植酸袁2000渊2冤院16-19袁15.[3]贾爱萍袁赵冰袁廖宗文袁等.生化腐植酸的肥效及作用机理研究[J].腐植酸袁2005渊2冤院15-19.[4]王彪袁张显东袁金汉帅袁等.腐植酸有机肥对黄瓜产量和品质的影响[J].吉林蔬菜袁2010渊6冤院102-103.[5]李瑞波袁吴少全.生物腐植酸肥料生产与应用[M].北京院化学工业出版社袁2011院15袁16-18袁30.[6]王统正.腐植酸肥料及其在蔬菜栽培上的应用[J].上海化工袁1995袁20渊2冤院31-33.[7]叶学见袁王正银袁徐卫红袁等.腐植酸液体肥对作物产量品质和经济效益的影响[J].腐植酸袁2000渊4冤院25-30袁34.[8]董新梁.腐植酸复合肥料[J].江西腐植酸袁1983渊2冤院22-28.绿液肥400倍液的效益最佳袁净利润为19220.87元/hm2袁产从表3可以看出袁处理B的经济效益最高袁净利润为19192.50元/hm2袁产投比为4.27曰第三为处理A袁净利润为表3不同处理早稻的经济效益比较净利润较CK增收产投比元/hm2元/hm219192.501440.504.2719220.871468.875.8018669.50917.504.5317752.00--注院淤纽翠绿腐植酸复合液肥50.0元/kg袁水稻2.8元/kg曰于纽翠绿成本院分蘖盛期尧孕穗期和灌浆结实期各喷施1次的累计成本遥3结论在该试验处理条件下袁早稻叶面喷施纽翠绿腐植酸有渊上接第205页冤序号12345671011121314化合物名称4-羟基苯磷酸对甲酚间甲酚2袁5-二甲基苯酚4-乙基苯酚2袁3-二甲基苯酚2-甲氧基-5-甲基苯酚2-甲氧基-4-甲基苯酚3袁4-二甲氧基甲苯2-甲氧基-4-乙基苯酚2袁4-二甲氧基苯酚3-烯丙基-2-甲氧基苯酚2-羟基-4-甲氧基苯乙酮二氢丁香酚表1核桃壳焦油化学成分保留时间椅min7.2839.53210.32712.69813.43413.55613.70914.07515.44517.03019.10519.61919.86720.056分子式C6H7O4PC7H8OC7H8OC8H10O3C8H10OC8H10O3C8H10O2C8H10O2C9H12O2C8H10O3C8H10O3C10H12O2C9H10O3C10H14O2百分含量椅%2.715.7324.037.013.602.353.4020.474.009.506.783.941.025.46中间体袁用作消毒剂尧药物等曰4-乙基苯酚是重要的农药中用于烟熏香精遥丁香尧桂皮尧胡椒类的辛香香精和香荚兰果香香韵的香精[8-10]遥核桃壳焦油是一种重要化工原料袁可广泛用于医药尧农药和合成材料等方面遥4参考文献[1]杨玉琼袁梁杰袁宣俊.生物质焦油处理方法的国内研究现状及发展[J].化工进展袁2011渊S1冤院411-413.[2]赖艳华袁吕明新袁董玉平.生物质热解气化气中焦油生成机理及其脱除研究[J].农村能源袁2001渊4冤院16-19.[3]边轶袁刘石彩袁简相坤.生物质热解焦油的性质与化学利用研究现状[J].生物质化学工程袁2011渊2冤院51-55.[4]刘春元袁罗永浩袁张睿智.上吸式生物质气化炉焦油成分的分析[J].环境科学与技术袁2011渊S2冤院256-260.[5]钱华袁钟哲科袁王衍彬.竹焦油化学组成的GC/MS法分析[J].竹子研究汇刊袁2006渊3冤院24-27.[6]王素兰袁张全国袁李继红.生物质焦油及其馏分的成分分析[J].太阳能学报袁2006渊7冤院7-651.[7]李继红袁雷廷宙袁宋华民.GC/MS法分析生物质焦油的化学组成[J].河南科学袁2005渊1冤院41-43.[8]高鸿宾曰实用有机化学辞典[M].北京院高等教育出版袁1997.[9]武海英袁薛勇袁黄强.生物质焦油成分分析的国内研究现状及发展[J].中国资源综合利用袁2008渊8冤院32-34.[10]孙宝国.日用化工辞典[M].北京院化学工业出版社袁2002.间体袁可生产系列高档尧低毒尧低残留农药曰2袁5-二甲基苯酚可用作消毒剂尧溶剂尧药物尧增塑剂和润湿剂曰2袁4-二甲基苯酚可以用作防腐剂尧溶剂尧杀菌剂袁还可以用于有机合成曰对甲酚是制造防老剂2和橡胶防老剂的原料袁在塑料工业中可制造酚醛树脂和增塑剂袁在医药上用作消毒剂袁还可作染料和农药的原料曰2-羟基-4-甲氧基苯乙酮用作有机合成中间体曰2-甲氧基-4-丙基-苯酚用于烟熏香精袁丁香尧桂皮尧胡椒类的辛香香精和香荚兰果香香韵的香精[8-10]遥3讨论核桃壳焦油分析结果表明袁14种化合物均是苯的羟基衍生物袁另外含硫氮的化合物没有发现遥由GC/MS法分析出核桃壳焦油化学组分中有几种化学成分可被利用于医药尧农药的合成袁间甲酚用于合成杀菌剂和农药中间体袁生产杀虫剂杀螟松尧倍硫磷尧速灭威尧二氯苯醚菊酯等曰2袁5-二甲基苯酚是有机合成中间体袁用作消毒剂尧药物等曰2-羟基-4-甲氧基苯乙酮用作有机合成中间体曰2-甲氧基-4-丙基-苯酚213
