فعالسازی ترکیبات نیترو-هیومیکی از لیگنایت با استفاده از فرآیند نیترو-هیومیفیکاسیون در فاز جامد بهکمک غنیسازی نیتروژن و اکسیداسیون ازن
نویسندگان
1 استاد، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
2 استادیار، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
3 دانشآموخته دکتری، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
4 گروه مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزی، دانشکده فنی و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
5 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک بیوسیستم، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
doi
10.22059/ijbse.2022.342534.665486چکیده
در این پژوهش، فرآیند نیترو-هیومیفیکاسیون در فاز جامد جهت فعالسازی ترکیبات نیترو-هیومیکی لیگنایت با فرآوری متوالی دو مرحلهای بهکمک غنیسازی نیتروژن (استفاده از معرفهای پتاسیم هیدروکسید و اوره بهترتیب بهعنوان عامل فعالساز هیومیک اسید و غنیساز نیتروژن) و اکسیداسیون ازن در یک راکتور بستر ثابت توسعه داده شد. تغییرات در عناصر اصلی، شاخص طیفی هیومیفیکاسیون (E4/E6)، عاملسازی سطح و ویژگیهای بافتی ساختار بهترتیب با آنالیز CHNOS، طیفسنجی فرابنفش-نور مرئی (UV-VIS)، تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) و آنالیز سطح ویژه مبتنی بر مدلهای BET، BJH و t-plot بررسی شد. نتایج نشان از افزایش در بازده ترکیبات هیومیکی محلول در قلیا و آب بهترتیب 25/2 و 94/2 برابر نسبت به روش مرسوم استخراج قلیایی داشت. یک کاهش 5/14 درصدی در محتوای کربن ناشی از اکسیداسیون ازن همراه با 15/8 درصد غنیسازی نیتروژن حاصل از پیشفرآوری اوره منجر به نسبت ایدهآل هیومیفیکاسیون (C/N) تا مقدار 6/5 درصد و افزایش درجه اکسیداسیون (O/C) تا مقدار 94/0 شد. همچنین نسبت E4/E6 تا مقدار 8/6 و شاخص شوری 21/46 درصد برای ترکیبات نیترو-هیومیکی در سطح مطلوبی قرار داشت. تجزیه پیوندهای دوگانه کربنهای آروماتیک و تبدیل مؤثر نیتروژن به فرمهای نیتروژن آمید و آلی پیوندی در اثر اکسیداسیون ازن بهخوبی توسط آنالیز عنصری CHNOS و طیفسنجی FT-IR به اثبات رسید. در اثر اکسیداسیون ازن، منافذ اصلی در لیگنایت عمدتا به مزوحفره تبدیل شد. بهطور کلی، نتایج نشان داد که اکسیداسیون ازن علاوه بر افزایش تولید و کیفیت ترکیبات نیترو-هیومیکی، محصول نهایی را از یک ارزش رقابتی و قیمت کمتری نسبت به سایر کودهای هیومیکی نیتروژنی تجاری برخوردار میسازد.