فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

این پژوهش اولین تلاش در هیومیفیکاسیون فاز جامد لیگنایت جهت فعال‌سازی ترکیبات نیترو-هیومیکی (NHSs) در راستای بهبود کاربرد لیگنایت‌ها در کشاورزی و محیط زیست است. از اکسیداسیون ازن، افزودنی‌های اوره و KOH به‌ترتیب برای تسریع فرآیند هیومیفیکاسیون، غنی‌سازی نیتروژن و عامل فعال‌سازی هیومیک اسیدها استفاده شد. به‌منظور بررسی عملکرد هیومیفیکاسیون فاز جامد لیگنایت، شاخص‌هایی از قبیل محتوای هیومیک اسید کل (THA)، هیومیک اسید محلول در آب (WHA)، محتوای نیتروژن و اکسیژن، نسبت C/N، درجه اکسیداسیون (O/C) حاصل از آنالیز عناصر اصلی CHNOS و محتوای گروه‌های عاملی کربوکسیلی و فنولی هیدروکسیل ارزیابی شدند. جهت تأیید تغییرات گروه‌های عاملی حاوی نیتروژن و اکسیژن و همچنین تبدیل مؤثر نیتروژن در فرآیند هیومیفیکاسیون از طیف‌سنجی‌ FT-IR و آنالیز درصد توزیع انواع نیتروژن‌های تثبیت‌شده استفاده شد. آزمایش‌ها و جمع‌آوری داده‌های این پژوهش در سال 1400 در دانشکدگان ابوریحان-دانشگاه تهران و در آزمایشگاه‌های گروه مهندسی بیوسیستم انجام شده است. در ادامه، روش سطح پاسخ مبتنی بر طرح مرکب مرکزی (CCD-RSM) برای تعیین شرایط بهینه استفاده و مدل‌های ریاضی برای پیش‌بینی دقیق تغییرات دو پاسخ THA و WHA توسعه داده شد. تحت شرایط بهینه 8 گرم بر ساعت نرخ ازن‌دهی، 15 دقیقه زمان اکسیداسیون، 85/14 درصد وزنی KOH و 30 درصد وزنی اوره، مقدار THA و WHA به‌ترتیب 02/69 و 32/53 درصد حاصل شد که به‌طور قابل توجهی بیشتر از نمونه کنترل (بدون از‌ن‌دهی و اوره) به‌ترتیب 30 و 7 درصد بود. توزیع یکنواخت فرم‌های تثبیت‌شده نیتروژن در ترکیبات NHSs نشان داد که 47 درصد از مقدار نیتروژن کل به فرم نیتروژن آمونیومی، 16 درصد به فرم نیتروژن آمید و 37 درصد به فرم نیتروژن آلی پیوندی با اتصالات بسیار قوی است. مقدار گروه‌های فنولی 71/85 درصد و مقدار گروه‌های کربوکسیلی 87/215 درصد در اثر هیومیفیکاسیون ازن‌ افزایش نشان دادند. فرآیند بهینه‌سازی شده منجر به بهبود شاخص‌های کیفی از جمله کربن کمتر، نیتروژن بیشتر و در نتیجه نسبت C/N کمتر، نسبت O/C بیشتر، کربن آروماتیک کمتر، کربن آلیفاتیک و کربوکسیلی بیشتر برای ترکیبات NHSs شد.