專利名稱：具有或者不具有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的提取物的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及植物生長營養(yǎng)組合物領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明提供一種源自低值化石燃料(low value fossil fuel)的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物。

背景技術(shù)：
褐煤是一種化石燃料，其是在數(shù)百萬年以前的石炭紀(jì)中沉積的化石植物的生成物。多少年來，植物經(jīng)受壓緊和加熱。棕色的褐煤是其在變成黑色煤炭之前分解的中間產(chǎn)物。
因此，可以認(rèn)為褐煤是低熱值燃料。然而，由于其來源于植物，該原料如今對植物非常富有營養(yǎng)且對植物有益。因此，利用褐煤將更加有益。
通常，褐煤類原料通過與堿反應(yīng)來加以利用，在添加堿之前加熱或者不加熱(美國7198805，5248814，5688999，6695892號(hào)專利文件)。
人們公知黃腐酸(Fulvic acid)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有許多有用的特性。被認(rèn)為對植物健康非常重要的腐殖酸(Humic acids)和黃腐酸可以源自褐煤，本研究工作的目的是從褐煤中生產(chǎn)植物營養(yǎng)產(chǎn)品。盡管之前在這個(gè)方向上已經(jīng)做了一些嘗試，但對于褐煤有效轉(zhuǎn)化成可利用的植物營養(yǎng)產(chǎn)品的具有成本效益和綜合的方法并未完成。
Fishcer等人在美國6,695,892號(hào)專利文件中描述了一種通過對褐煤加熱及氨化處理生產(chǎn)有機(jī)肥料的方法。所描述的步驟包含用水溶性氨介質(zhì)加熱和處理。
William Alexander(美國5034045和5026416號(hào)專利文件)描述了腐殖酸的水溶性堿金屬鹽(例如，腐殖酸鉀鹽(potassium humate salt))，就其本身而言，其可以用來增加農(nóng)作物和園藝作物的產(chǎn)量。此外，所述文件指出 “根據(jù)本發(fā)明的重要特征，按照例1的方法制成的堿金屬腐殖酸鹽溶液可以與植物營養(yǎng)組分混合，包括例如氮和/或磷和/或鉀的植物營養(yǎng)，以提高農(nóng)作物和園藝作物的產(chǎn)量?！? 為了得到水溶性堿金屬腐殖酸鹽溶液，該文件教導(dǎo)在包含水、氫氧化鉀和過氧化氫水溶液的溶液中分散研磨的風(fēng)化褐煤(leonardite)。更具體地說，Alexander描述了用風(fēng)化褐煤處理堿金屬。該發(fā)明的衍生物主要通過在堿性條件下用氫氧化鉀與添加的少量過氧化氫反應(yīng)而得到，因此這些專利中所描述的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了所討論的條件的全部優(yōu)點(diǎn)。按照Alexander的描述，當(dāng)用堿金屬類氫氧化物處理承載風(fēng)化褐煤礦石的腐殖酸時(shí)，用容易發(fā)生離子交換的非揮發(fā)性堿金屬離子，例如鉀離子，使腐殖酸的氧化位點(diǎn)(oxidized sites)飽和。因此，可以注意到，Alexander的產(chǎn)品主要通過與氫氧化鉀的反應(yīng)得到。保持反應(yīng)條件為堿性，使堿金屬鹽的衍生物能夠主要以陽離子交換量為目的。
盡管已經(jīng)通過應(yīng)用使用雜色云芝(Coriolus versicolor)的微生物轉(zhuǎn)化方法(美國專利號(hào)5084160)和通過用其它微生物(WO 20006000073)消化而從風(fēng)化褐煤中生產(chǎn)低分子量化合物做了一些嘗試，然而這些發(fā)明對以噸為規(guī)模的生產(chǎn)來說是昂貴的方法并且對于農(nóng)業(yè)以及其它目的來說幾乎不實(shí)用。
因此，需要高效、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)不同于先前引用文件的基于褐煤的植物營養(yǎng)產(chǎn)品。并且，需要將存在于褐煤中的非營養(yǎng)活性組分有效轉(zhuǎn)化為更有活性的形式，從而能夠大規(guī)模的生產(chǎn)基于褐煤的肥料，使得這些具有更好的綜合性可持續(xù)性的基于褐煤的肥料能夠作為可行的解決方案填補(bǔ)目前施肥措施的空白。
發(fā)明目的 因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是從褐煤中提供功能活性有機(jī)分子。更具體地說，是提供具有或者不具有從褐煤中提取的有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子以及包含功能增強(qiáng)有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)這樣的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物和水溶性物質(zhì)的可實(shí)施的方法，以提供這樣的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物和水溶性物質(zhì)的工業(yè)應(yīng)用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于提高植物產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量、同時(shí)改善土壤健康的植物營養(yǎng)產(chǎn)品。
本發(fā)明的又一目的是提供生產(chǎn)基于褐煤的營養(yǎng)產(chǎn)品的可實(shí)施的方法以及這樣的基于褐煤的營養(yǎng)產(chǎn)品用于有效、綜合植物營養(yǎng)的用途。


發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人通過在酸性環(huán)境下的過氧化氫反應(yīng)已經(jīng)從褐煤中得到有機(jī)分子，使所得到的有機(jī)分子以任何形式為葉面所用，或者添加到任何其它物質(zhì)中，如肥料和/或農(nóng)藥(pesticides)。此外本發(fā)明還給予了有機(jī)分子所需要的特質(zhì)，該有機(jī)分子通過裂解和/或結(jié)合或者增加一個(gè)或多個(gè)選自羰基(carbonyl)、羧基(carboxyl)、酰胺(amidic)、酯(ester)、酚(phenolic)、醇(alcoholic)、酮(ketone)和醛(aldehyde)基團(tuán)的官能團(tuán)從褐煤中得到。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，已經(jīng)裂解和/或包含增加的一個(gè)或多個(gè)選自羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的官能團(tuán)的有機(jī)分子與褐煤保持配合。有機(jī)分子中官能團(tuán)的增加通過FTIR分析清楚地描述，其結(jié)果由褐煤與過氧化氫的連續(xù)反應(yīng)提供。
在本發(fā)明中，已經(jīng)開發(fā)出在生物反應(yīng)的結(jié)構(gòu)和功能方面具有更多功能自由度的有機(jī)分子，因?yàn)檫@些有機(jī)分子不用堿、例如氫氧化鉀填充或者飽和。
發(fā)明人已經(jīng)第一次確立不是所有類型的從褐煤的處理得到的有機(jī)分子都適合與所有類型的植物營養(yǎng)素混合。研究表明只有某些從褐煤的處理得到的有機(jī)分子能夠選擇性地充當(dāng)促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物。此外，發(fā)明人已經(jīng)觀察到當(dāng)與兩種不同類別的傳統(tǒng)植物營養(yǎng)素混合時(shí)，如氮肥和磷肥，從褐煤的處理得到的同樣類型的有機(jī)分子沒有以類似的方式從本質(zhì)上起作用并且沒有提供促進(jìn)植物生長的性能。研究表明只有某些傳統(tǒng)營養(yǎng)素、例如氮肥和磷肥與從褐煤的處理得到的有機(jī)分子的組合能夠充當(dāng)促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物。一旦在褐煤的處理之后提取所需要的有機(jī)化合物，留下數(shù)量龐大的固體，如果其沒有被利用，其會(huì)成為環(huán)境危害。因此，發(fā)明人還發(fā)明了一種利用這些固體生產(chǎn)增值產(chǎn)品的方法。
本發(fā)明簡要描述 因此，本發(fā)明提供具有或者不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
本發(fā)明還提供一種制備具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含在酸性條件下使被研成粉末的褐煤與過氧化氫至少反應(yīng)一次，以引起裂解從而生成功能增強(qiáng)的有機(jī)分子以及可選擇地從褐煤中提取水溶性物質(zhì)的步驟，該水溶性物質(zhì)包含具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且分子量選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物接觸植物和/或土壤的步驟，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
本發(fā)明提供一種包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制備包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)的方法，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量，所述方法包含在酸性條件下使被研成粉末的褐煤與過氧化氫至少反應(yīng)一次，以引起裂解從而得到包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的反應(yīng)混合物以及通過分離技術(shù)從反應(yīng)混合物中提取液體形式或者固體形式的包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)的步驟。
本發(fā)明還提供促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)接觸植物和/或土壤的步驟，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
本發(fā)明提供一種促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物提供營養(yǎng)素的緩慢和/或控制釋放以及有效利用和/或同化作用，所述組合物包含具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；或者 包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及可選擇地， 一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素； 其中，如果促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含合成的和/或天然的營養(yǎng)素，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或者水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟 (a)制備具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；或者 (b)制備包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及可選擇地 (c)用在步驟(a)中所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或者在步驟(b)中所得到的水溶性物質(zhì)與一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素混合或者反應(yīng)，使得如果促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含合成的和/或天然的營養(yǎng)素，則結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
本發(fā)明還提供一種促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含 具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；或者 包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量； 以及可選擇地， 一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素； 其中，如果促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含合成的和/或天然的營養(yǎng)素，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或者水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素； 其中水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)制備包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及 (b)用在步驟(a)中得到的水溶性物質(zhì)與一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素混合或者反應(yīng)，使得水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含 包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素； 其中，水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及 一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素； 其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)制備具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量； (b)用在步驟(a)中得到的任一種結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素混合或者反應(yīng)，使得結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及 一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素； 其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含至少一種含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述水溶性物質(zhì)通過褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，制備水溶性物質(zhì)的方法包含以下步驟 (a)將過氧化氫冷卻到約-5℃到-20℃的溫度范圍內(nèi)； (b)以1∶1到3∶1(體積/重量)的比例將水添加到褐煤中； (c)將5到50％的冷卻的過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/重量)的比例添加到步驟(b)中得到的褐煤中； (d)在環(huán)境條件下，使褐煤與過氧化氫在約15分鐘到約3小時(shí)的時(shí)間段范圍內(nèi)反應(yīng)；以及 (e)將過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/體積)的比例添加到步驟(d)中得到的產(chǎn)物中；以及 (f)重復(fù)步驟(c)到(e)預(yù)先確定的次數(shù)，隨后用水提取以得到水溶性物質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，制備水溶性物質(zhì)的方法包含以下步驟 (a)將過氧化氫冷卻到低于約-5℃到-20℃的溫度； (b)將褐煤添加到步驟(a)中得到的冷卻的過氧化氫中，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶2到1∶3(體積/重量)的范圍內(nèi)； (c)在10℃到20℃的溫度范圍內(nèi)使褐煤與5到50％的過氧化氫在約1小時(shí)到約3小時(shí)的時(shí)間段范圍內(nèi)反應(yīng)，隨后在約10℃到20℃的溫度下使該反應(yīng)進(jìn)行約3小時(shí)到5小時(shí)； (d)在環(huán)境條件下，將過氧化氫添加到步驟(c)中得到的反應(yīng)混合物中，過氧化氫添加到反應(yīng)混合物中的比率約1∶1(體積/重量)；以及 (e)用水提取最終的物質(zhì)并且將該最終的物質(zhì)離心以得到水溶性物質(zhì)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，上述所得到的水溶性物質(zhì)具有小于1000的分子量。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，制備水溶性物質(zhì)的方法包含以下步驟 (a)將褐煤添加到過氧化氫(5到50％)中以得到反應(yīng)產(chǎn)物，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶1到1∶5(體積/重量)的范圍內(nèi)；以及 (b)向干燥后的步驟(a)所得到的反應(yīng)產(chǎn)物中添加尿素，如氮肥，以得到功能增強(qiáng)的有機(jī)分子，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含至少一種含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，該水溶性物質(zhì)通過褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子通過褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子通過褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子通過褐煤的裂解得到；以及一種或多種磷酸鹽源； 其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且由褐煤裂解、具有低于約1000的分子量；以及 (b)向步驟(a)中得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物中添加一種或多種磷酸鹽源，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到；以及一種或多種磷酸鹽源；其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含 含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到；以及 一種或多種磷酸鹽源； 其中，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且由褐煤裂解、具有低于約1000的分子量；以及 (b)向步驟(a)中得到的水溶性物質(zhì)中添加一種或多種磷酸鹽源，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤裂解得到；以及一種或多種磷酸鹽源；其中，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含至少一種含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤裂解得到。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)將褐煤添加到過氧化氫中以得到反應(yīng)產(chǎn)物，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶1到1∶5(體積/重量)的范圍內(nèi)；以及 (b)向干燥后的步驟(a)中得到的反應(yīng)產(chǎn)物中添加尿素，如氮肥，以得到功能增強(qiáng)的有機(jī)分子，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含至少一種含有有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含 含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到；以及一種或多種氮源； 其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且由褐煤裂解得到、具有大于約5000的分子量；以及 (b)向步驟(a)中得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物中添加一種或多種氮源，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到；以及一種或多種氮源；其中結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含 含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到；以及 一種或多種氮源； 其中，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法包含以下步驟 (a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且通過褐煤的裂解、具有大于約5000的分子量；以及 (b)向步驟(a)中得到的水溶性物質(zhì)中添加一種或多種氮源，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，促進(jìn)植物生長的方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到；以及一種或多種氮源；其中水溶性物質(zhì)與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法包含以下步驟 (a)將過氧化氫冷卻到低于約-5℃到-20℃的溫度； (b)以1∶1到3∶1(體積/重量)的比例將水添加到褐煤中； (c)將冷卻的過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/重量)的比例添加到步驟(b)中所得到的褐煤中； (d)在環(huán)境條件下，使褐煤與過氧化氫反應(yīng)約15分鐘到約3小時(shí)的時(shí)間段范圍； (e)將過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/體積)的比例添加到步驟(d)中得到的產(chǎn)物中；以及 (f)重復(fù)步驟(c)到(e)預(yù)先確定的次數(shù)，以得到結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法包含以下步驟 (a)將過氧化氫冷卻到低于約-5℃到-20℃的溫度； (b)將褐煤添加到步驟(a)所得到的冷卻的過氧化氫中，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶2到1∶3(體積/重量)的范圍內(nèi)； (c)使褐煤與過氧化氫在10℃到15℃溫度范圍內(nèi)反應(yīng)約1小時(shí)，隨后使反應(yīng)在約20℃下進(jìn)行約3小時(shí)；以及 (d)在環(huán)境條件下，將過氧化氫添加到步驟(c)中得到的反應(yīng)混合物中，過氧化氫添加到反應(yīng)混合物中的比例約為1∶1(體積/重量)，以得到結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物含有分子量低于1000的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物含有分子量低于1000的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，制備功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的方法包含以下步驟 (a)將褐煤添加到過氧化氫中以得到反應(yīng)產(chǎn)物，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶1到1∶5(體積/重量)的范圍內(nèi)；以及 (b)向干燥后的步驟(a)所得到的反應(yīng)產(chǎn)物中添加尿素，如氮肥，以得到含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量。
本發(fā)明還提供一種具有與引起營養(yǎng)素的緩釋和有效同化的合成的或天然的原料組合的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的新型營養(yǎng)素。具有結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的新型營養(yǎng)素，其中褐煤通過與過氧化氫反應(yīng)而被結(jié)構(gòu)修飾，以增加營養(yǎng)活性組分如腐殖酸，取決于處理溶液、即過氧化氫(1到50％)的濃度，所述組分中褐煤過氧化氫(重量/體積)的范圍從0.01∶1到10∶1，所選擇的使用結(jié)構(gòu)調(diào)整的褐煤的營養(yǎng)素通過添加所選擇的營養(yǎng)素來實(shí)現(xiàn)，其中添加的營養(yǎng)素與褐煤的比例為0.01∶1至10∶1(重量/重量)。
研究表明褐煤的結(jié)構(gòu)調(diào)整能夠讓從這種改良的褐煤中得到的鍵更具營養(yǎng)活性，從而允許通過與所選擇的營養(yǎng)素混合而設(shè)計(jì)植物營養(yǎng)產(chǎn)品，從而引起緩釋并且具有更加有效的同化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，生產(chǎn)具有結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的營養(yǎng)素的方法包含以下步驟 (a)粉末化褐煤原料， (b)將褐煤粉末微粉化到需要的微米尺寸， (c)干燥微粉末化的褐煤粉末以除去多余的濕氣， (d)用過氧化氫處理所述微粉化的褐煤粉末以實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化， (e)用尿素，如氮肥和/或磷肥和/或鉀肥和/或磷酸和/或其它包含常量和/或微量的營養(yǎng)素的水溶液處理所述原料以得到產(chǎn)物， (f)通過添加適當(dāng)?shù)乃嵝院?或堿性的營養(yǎng)液中和所述反應(yīng)溶液， (g)將所得材料制成片狀或丸狀或顆粒或小丸或粉末或者其它可能的用于有效使用的形狀的形式；以及 (h)在室溫下或用干燥器干燥最終的產(chǎn)物。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，具有植物營養(yǎng)所需的元素的提高的營養(yǎng)活性組分可用于土壤、葉面和施肥灌溉應(yīng)用。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，褐煤的微粉化粉末用過氧化氫處理以提高植物營養(yǎng)的活性組分。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，褐煤的微粉化粉末用過氧化氫處理，之后用常量元素(氮、磷和鉀)和/或微量元素(鎂、鈣、銅、鋅、錳、硼、鐵、硅、硫和鉬)進(jìn)行所需要的營養(yǎng)增強(qiáng)。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，褐煤的微粉化粉末用過量的過氧化氫提取以生產(chǎn)可溶的基于褐煤的肥料，該肥料適合于葉面和施肥灌溉的要求。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，褐煤的微粉化粉末用過氧化氫處理，并且與植物營養(yǎng)素以及/或者與和熔融的尿素混合的包含選自由鎂、鈣、銅、鋅、錳、硼、鐵、硅、硫和鉬組成的群組的微量營養(yǎng)素的溶液以及/或者現(xiàn)有的氮、磷酸鹽、鉀(potash)、微量元素肥料以及或者復(fù)合肥料單個(gè)地或者結(jié)合地混合，以生產(chǎn)有選擇性的和/或?qū)Ｓ玫闹参餇I養(yǎng)產(chǎn)品從而提高植物產(chǎn)品的數(shù)量和/或質(zhì)量。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，褐煤樣品用過氧化氫處理，引起活性組分的增加，如吸收強(qiáng)度明顯的增加到1700±50波數(shù)(cm-1)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，過氧化氫處理過的、未提取的褐煤引起特征FTIR峰，其中約有12個(gè)峰在1600到1700波數(shù)(cm-1)范圍內(nèi)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供從褐煤中提取的功能活性有機(jī)分子，所述功能活性有機(jī)分子通過包含以下步驟的方法得到 (a)將褐煤添加到過氧化氫中并且 (b)在反應(yīng)后通過離心和沉淀從不可溶的褐煤中除去可溶的功能活性有機(jī)分子。
該功能活性有機(jī)分子比存在于褐煤中的常規(guī)有機(jī)分子包括腐殖酸和黃腐酸更具功能活性，原因在于通過用過氧化氫處理得到提高的反應(yīng)性，其是褐煤的裂解的結(jié)果。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將濃度在5-50％范圍的過氧化氫添加到微粉化的褐煤中，褐煤和過氧化氫的比例是1∶2到1∶5(體積/重量)，其中在添加之前，將過氧化氫于-5至-20℃冷卻數(shù)個(gè)小時(shí)，并且在10至15℃下使過氧化氫與褐煤反應(yīng)一小時(shí)，隨后在15到20℃下反應(yīng)約三小時(shí)，反應(yīng)后，重復(fù)相同的步驟預(yù)先確定的次數(shù)，之后，在25至30℃下以1∶1(體積/重量)的比例將約5到50％濃度的過氧化氫添加到最終的所得的物質(zhì)中，最終的所得的物質(zhì)用水進(jìn)行提取并在連續(xù)離心機(jī)上以5000至10000轉(zhuǎn)/分鐘離心，從而得到褐煤經(jīng)過氧化氫裂解的可溶性功能活性有機(jī)分子。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，分子量低于1000的功能活性有機(jī)分子可選擇的適用于磷肥和/或葉面噴施和/或設(shè)計(jì)各種不同的分子。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，分子量大于5000的功能活性有機(jī)分子可選擇的適用于氮肥和/或設(shè)計(jì)各種不同的分子。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，分子量低于500的功能活性有機(jī)分子可選擇的適用于葉面噴施和/或種子處理組合物和/或施肥灌溉應(yīng)用。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，當(dāng)在FTIR氟化鈣電解槽附件中通過FTIR對液體樣品進(jìn)行分析時(shí)，功能活性有機(jī)分子在1600-1750波數(shù)(cm-1)出現(xiàn)特征吸收峰。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，分子量低于1000的功能活性有機(jī)分子具有對包括錒系元素的有毒重金屬，如鈾和/或蛋白質(zhì)的凈化能力。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，功能活性有機(jī)分子具有提高植物生長和產(chǎn)量的能力。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，功能活性有機(jī)分子具有低于1000的分子量，其中該功能活性有機(jī)分子與磷肥混合時(shí)具有提高植物對磷酸鹽的利用率、從而增加作物產(chǎn)量的性能。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，功能活性有機(jī)分子具有大于5000的分子量，其中該功能活性有機(jī)分子與氮肥混合時(shí)具有通過提高氮的利用率從而增加作物產(chǎn)量的性能。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，功能活性有機(jī)分子當(dāng)用固態(tài)NMR分析時(shí)證實(shí)官能團(tuán)增加，如附圖中所示，在具有用過氧化氫從褐煤中提取的低分子量有機(jī)分子的褐煤的13-C NMR圖譜中存在差異，或者被沿化學(xué)位移軸的碳強(qiáng)度的相對分布量化，顯示出脂肪基(0到60ppm)的大量減少以及芳香基(110到165ppm)、羧基、酰胺或酯(160到190ppm)以及羰基(190到220ppm)的急劇增多。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，功能活性有機(jī)分子的制備包括在可變反應(yīng)條件下選擇性地合成經(jīng)提取或不經(jīng)提取的提取物的功能活性有機(jī)分子。
在本發(fā)明的再一實(shí)施例中，功能活性有機(jī)分子的制備包括提取具有可選擇的分子量的功能活性有機(jī)分子，該提取過程通過可選擇地執(zhí)行包括利用選擇性分子過濾器的超濾技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明從而闡明并解釋本發(fā)明的各種特征。提供詳細(xì)描述是為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠清楚的理解和重現(xiàn)本發(fā)明。然而，相同的內(nèi)容并沒有拿來解釋詳細(xì)的說明書，其只能由權(quán)利要求和它們的等同物來確定。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是通過用過氧化氫裂解褐煤從而提供功能活性有機(jī)分子產(chǎn)物。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及通過與過氧化氫適當(dāng)反應(yīng)生成所需分子量的功能活性有機(jī)分子的方法。
本方法還包含可溶的、具有治療疾病、設(shè)計(jì)有效營養(yǎng)素、制備有機(jī)無機(jī)混合物等單個(gè)和/或多種用途組合的功能活性有機(jī)分子的生產(chǎn)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明提供了從褐煤中生成有機(jī)分子的方法，所述方法包含下列步驟 (a)將褐煤微粉化為20微米尺寸以下 (b)干燥微粉化的褐煤從而除去過量濕氣 (c)用過氧化氫處理所述微粉化的褐煤粉 (d)在用過氧化氫對褐煤裂解的反應(yīng)完全后，通過離心并去除上清液提取功能活性有機(jī)分子。
(e)用干燥器干燥最后的溶液(如果需要粉末態(tài))。
在另一實(shí)施例中，通過研磨機(jī)獲得褐煤材料的粉末并且通過使用微粉磨機(jī)實(shí)現(xiàn)褐煤粉的微粉化，從而獲得所需微米級的粒子大小。
在又一實(shí)施例中，褐煤與過氧化氫的反應(yīng)通過可變組分在可變溫度下的進(jìn)行優(yōu)化，以從褐煤裂解中獲得所需分子量的功能活性有機(jī)分子。
在另一實(shí)施例中，通過離心對用過氧化氫對褐煤裂解獲得的最終溶液進(jìn)行純化。
在另一實(shí)施例中，可選擇地對最終溶液進(jìn)行超過濾從而獲得所需分子量的分子。
過氧化氫對褐煤的處理導(dǎo)致本質(zhì)上可溶的有機(jī)小分子生成。
根據(jù)褐煤的質(zhì)量(quality)，將5-25％的過氧化氫以1∶2至1∶5(體積/重量)的比例添加到微粉化的褐煤中。在添加之前，將過氧化氫于零下20℃冷卻幾個(gè)小時(shí)。在10至15℃下進(jìn)行反應(yīng)一小時(shí)，隨后20℃下反應(yīng)三小時(shí)。反應(yīng)后，根據(jù)褐煤的類型，重復(fù)兩三次或更多次相同的步驟。之后，在室溫即25至30℃下以1∶1(體積/重量)的比例將50％的過氧化氫直接添加到所得到的物質(zhì)中。所得到的物質(zhì)用水進(jìn)行提取，在連續(xù)離心機(jī)上以5000至10000轉(zhuǎn)/分鐘離心，得到褐煤經(jīng)過氧化氫裂解后的可溶功能活性有機(jī)分子。用過氧化氫以更大的濃度、更多的時(shí)間和更高的溫度劇烈處理的結(jié)果是得到更小分子量的功能活性有機(jī)分子，而功能活性有機(jī)分子衍生物的大小取決于褐煤與過氧化氫的反應(yīng)條件。



在說明書附圖中， 圖1表示褐煤和用過氧化氫處理過的褐煤(未提取)的比較FTIR分析。
圖2表示包含大量低分子量的有機(jī)分子、用過氧化氫處理過的、未提取的褐煤的FTIR分析。
圖3表示與過氧化氫進(jìn)行逐步周期性反應(yīng)的褐煤(未提取)的官能團(tuán)的相繼增加。
圖4表示提取后，在FTIR氟化鈣電解槽附件中通過FTIR對液體樣品進(jìn)行分析時(shí)，在1600到1750波數(shù)(cm-1)處的有機(jī)分子的特征吸收峰。
圖5表示褐煤樣品的13C NMR圖譜。
圖6表示從褐煤中提取的有機(jī)分子的13C NMR圖譜。
圖7表示制備本發(fā)明各種產(chǎn)品的方法中的步驟，這些方法包括但不限于用于從褐煤中制備功能活性有機(jī)分子的方法。
下面申請人通過舉例和圖示提供具體的說明，而這不應(yīng)該以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。適用時(shí)，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述。
實(shí)施例1制備用過氧化氫處理的褐煤樣品的方法及其評價(jià) 將10ml 50％的過氧化氫添加到25gms微粉化褐煤樣品中，并且在充分混合后保持12小時(shí)。重復(fù)該步驟兩次。如圖1所示，用過氧化氫處理的該褐煤樣品引起活性組分的增多，如吸收強(qiáng)度顯著增加到1716.70±10波數(shù)(cm-1)。
圖1涉及褐煤和用過氧化氫處理的褐煤(未提取)的FTIR分析的比較分析。如圖1所示，營養(yǎng)活性鍵的增加通過過氧化氫處理而實(shí)現(xiàn)，如在1716±10處觀察到吸收峰，與此相對，未處理的控制褐煤吸收峰在1702±10，并且相比對照組，經(jīng)處理的這些鍵在數(shù)量上增加。
如圖2所示，從1600到1700吸收峰明顯地增加。更具體地說，褐煤的過氧化氫提取物導(dǎo)致出現(xiàn)許多峰(超過40個(gè))并且在1686±10、1676±10、1671±10、1664±10、1655±10、1648±10、1638±10、1625±10、1618±10、1599±10、1561±10和1343±10波數(shù)(cm-1)具有特征吸收峰。在FTIR氟化鈣電解槽附件中對液體樣品進(jìn)行分析。因此圖2表示包含大量低分子量有機(jī)分子、用過氧化氫處理過的、未提取的褐煤的FTIR分析。
實(shí)施例2通過過氧化氫處理從褐煤中制備水溶性物質(zhì)的方法及其評價(jià) 在1升燒杯中，將10ml 50％的過氧化氫添加到3gms微粉化的褐煤樣品中，充分混合。選擇1升燒杯避免本反應(yīng)中出現(xiàn)的起泡引起的物質(zhì)損耗。保持該最終的溶液72小時(shí)。將150ml蒸餾水添加到反應(yīng)溶液中。以6,000rpm離心最終的溶液15到20分鐘以除去不溶的物質(zhì)。收集最終的上清液。如圖3所示，該褐煤的過氧化氫提取物具有的特征FTIR顯示出許多個(gè)與其它處理過的褐煤樣品完全不同的吸收峰。
實(shí)施例3功能活性有機(jī)分子凈化有毒重金屬的性能 將5ml 1000ppm的分子量低于1000的有機(jī)分子提取物添加到500ml包含20ppm的硝酸鈾酰(uranyl nitrate)的水中。適當(dāng)混合之后，以5000RPM離心該溶液，并且通過使用PAR試劑以比色法在540nm處評估鈾的含量。功能活性有機(jī)分子凈化的鈾明顯地下降到PPB數(shù)量級。
固態(tài)NMR研究證實(shí)官能團(tuán)增加，例如在褐煤(圖5)和使用過氧化氫從褐煤中提取的低分子量有機(jī)分子(圖6)的13C-NMR圖譜中存在差異，該差異被沿化學(xué)位移軸的碳強(qiáng)度的相對分布量化，顯示出脂肪基的大量減少(0到60ppm)以及芳香基(110到165ppm)、羧基、酰胺或酯(160到190ppm)以及羰基(190到220ppm)的急劇增多。
使用DSX-300/AMX-400/DRX-500/AV 500NMR波譜儀進(jìn)行13CCPMAS NMR進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例4功能活性有機(jī)分子增加植物的生物量(biomass)的性能 T在放置沃特曼濾紙(whatman filter paper)后，將具有(a)分子量低于500，(b)分子量在500到1000范圍內(nèi)，(c)分子量在1000和5000之間的3ml 1000ppm的功能活性有機(jī)分子分別添加到三個(gè)培養(yǎng)皿(Petriplates)(每一個(gè)具有16cm的直徑)中。在每一個(gè)培養(yǎng)皿中添加約100ml蒸餾水，并且將約100粒稻谷種子放置在每一個(gè)替氏平皿中。
9天后監(jiān)測稻谷的生長。具體數(shù)據(jù)列于表1中。
表1低分子量有機(jī)分子促進(jìn)生長的性能對比 實(shí)施例5利用功能活性有機(jī)分子制備螯合植物營養(yǎng)素 通過使植物營養(yǎng)素與功能活性有機(jī)分子發(fā)生反應(yīng)來制備螯合的植物營養(yǎng)素，以促進(jìn)葉和土壤施用中的吸收和利用率。例如，將含或不含乙醇的硝酸銅、硝酸鋅、硝酸鎂溶液加到功能活性有機(jī)分子提取物中進(jìn)行螯合。
實(shí)施例6利用功能活性有機(jī)分子制備有機(jī)磷肥并且測定其增加植物產(chǎn)量的性能 通過向褐煤中提取的功能活性有機(jī)分子中加入磷酸肥(1-10％體積/重量)，比如過磷酸、磷酸二銨(DAP)來制備有機(jī)磷肥。將這些有機(jī)磷肥用在如棉花、落花生、稻谷的農(nóng)作物上，與常規(guī)磷肥比較，基礎(chǔ)劑量能增產(chǎn)達(dá)10-20％。將功能活性有機(jī)分子加入磷肥確實(shí)提高了磷酸鹽對植物的效用。
當(dāng)通過使用艾美康恩(Amicon)攪拌式超過濾器(密理博Millipore)超濾而檢測這些功能活性有機(jī)分子的尺寸時(shí)，大部分的功能活性有機(jī)分子低于1000分子量。
實(shí)施例7功能活性有機(jī)分子控制病蟲害的性能 當(dāng)將可溶的功能活性有機(jī)分子連同很小比例的過氧化氫以及乙醇或者沒有乙醇噴灑在多種作物病蟲害上，害蟲的種群受到控制并且產(chǎn)量提高。
實(shí)施例8功能活性有機(jī)分子處理植物病害的性能 這些功能活性有機(jī)分子具有治療植物和動(dòng)物病毒性病害的潛能。
實(shí)施例9功能活性有機(jī)分子用作施肥灌溉產(chǎn)品的性能 這些可溶的有機(jī)分子可以用作施肥灌溉產(chǎn)品。
實(shí)施例10功能活性有機(jī)分子螯合的性能 固定在不同物質(zhì)上的可溶性功能活性有機(jī)分子螯合金屬、肽等分子。
實(shí)施例11功能活性有機(jī)分子的沉淀性能的評價(jià) 可溶的功能活性有機(jī)分子具有在溶液中沉淀金屬、蛋白質(zhì)、病毒等的特性。
實(shí)施例12功能活性有機(jī)分子的結(jié)合性能評價(jià) 功能活性有機(jī)分子與有機(jī)或無機(jī)高分子、金屬結(jié)合，產(chǎn)生各種在不同領(lǐng)域都有用途的材料。
實(shí)施例13褐煤處理后任何殘留材料的用途的評價(jià) 移除可溶的功能活性有機(jī)分子后的殘留材料與提高作物產(chǎn)量的不同肥料混合時(shí)具有作為植物養(yǎng)料/肥料的用途。
本發(fā)明解釋了通過用過氧化氫裂解褐煤生成具有多種用途的新型功能活性有機(jī)分子。由本發(fā)明所得到的產(chǎn)物給出了使用褐煤中功能活性有機(jī)分子用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和其它應(yīng)用的范圍。
實(shí)施例14 將10ml 15％的硝酸銅、10ml 15％的硝酸鋅、10ml 15％的硝酸鎂、10ml 15％的硼、10ml 15％的錳鹽、10ml 15％的鉬鹽(molebdenum salt)、10ml 15％鈣、10ml 15％鐵鹽，以及10ml 15％的可溶性硅酸鹽緩慢逐滴并且在充分?jǐn)嚢柘?、分別地或者相結(jié)合地添加到100gms具有或者不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物中。重復(fù)攪拌該最終的混合物12小時(shí)。與微粉化褐煤粉末混合的可溶性營養(yǎng)鹽的組合和量根據(jù)植物的特異性而變化，并且基于應(yīng)用的時(shí)間和應(yīng)用的類型，例如土壤、葉面或者施肥灌溉，從而選擇所需。
本發(fā)明解釋了具有本質(zhì)上提高的營養(yǎng)活性組分的新型基于褐煤的植物營養(yǎng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，以及通過結(jié)構(gòu)調(diào)整的經(jīng)濟(jì)的方法，以及與必需的養(yǎng)料的結(jié)合從而設(shè)計(jì)具有特異性和選擇性的產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)數(shù)量較多和質(zhì)量較好的作物產(chǎn)品以及可持續(xù)的土壤健康，該植物營養(yǎng)產(chǎn)品包含植物營養(yǎng)所需的常量和微量元素。
由本發(fā)明所得到的產(chǎn)物給出了使用基于褐煤的植物營養(yǎng)產(chǎn)品有效且經(jīng)濟(jì)的綜合肥料管理的范圍。
本發(fā)明已經(jīng)通過例子從植物營養(yǎng)的方面進(jìn)行了解釋，并且本發(fā)明并不僅限于植物，而且本發(fā)明將可以同樣應(yīng)用于其它領(lǐng)域，例如醫(yī)學(xué)。
對結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的碳13固態(tài)核磁共振研究證實(shí)了官能團(tuán)的增加，如圖5和圖6所示的一個(gè)結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的FTIR.13 CPNMR圖譜所證明的那樣。
有機(jī)物質(zhì)對土壤連續(xù)且重復(fù)的施用有時(shí)會(huì)降低作物產(chǎn)量，一份詳細(xì)的研究(Schmidt-Rohr等人(2004)，PNAS，第101卷，第17期，6351-6354)指出，產(chǎn)量降低歸因于占土壤有機(jī)質(zhì)主要部分的土壤氮的利用率下降。在他們的詳細(xì)研究中，他們指出長期的田間試驗(yàn)中，田中低地稻谷(lowlandrice)最初的產(chǎn)量水平接近產(chǎn)量潛能上限，在20-30年的一年兩作和一年三作的種植過程中，產(chǎn)量下降35％(Oik等人(1996)Eur.J.Soil Sci.47，293-303)。農(nóng)藝數(shù)據(jù)表明這樣的產(chǎn)量下降主要由作物攝入土壤氮的下降引起的。他們已經(jīng)檢測到大量與從連續(xù)水浸的一年三作種植的稻谷土壤中提取的腐殖酸部分中的芳香環(huán)直接結(jié)合的酰胺態(tài)氮(amide nitrogen)。因?yàn)榕c芳烴結(jié)合的氮不易于植物的利用，該觀察報(bào)告可以解釋產(chǎn)量的下降。
因此基于以上的觀察報(bào)告以及我們自己的技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，腐殖酸或者相關(guān)有機(jī)化合物的連續(xù)添加存在降低產(chǎn)量的可能。特別是，在我們的實(shí)驗(yàn)中觀察到，當(dāng)較低分子量化合物與氮肥一起添加時(shí)，稻谷中藻類和微生物的生長增強(qiáng)，并且觀察到明顯的產(chǎn)量降低。然而，當(dāng)對這些較低分子量有機(jī)化合物與磷肥一起施加時(shí)，對作物的生長和產(chǎn)量有促進(jìn)作用。在我們的實(shí)驗(yàn)中再三地觀察到，較高分子量有機(jī)分子與尿素，如氮肥混合明顯地提高稻谷的產(chǎn)量。通常，從天然來源，如褐煤和風(fēng)化褐煤中得到的腐殖酸、黃腐酸以各種不同的形式施加，通常以堿性提取物的形式施加。用這些有機(jī)化合物負(fù)載土壤將通過與土壤氮結(jié)合降低作物產(chǎn)量，從而降低作物的產(chǎn)量。為了避免這樣的結(jié)果，本發(fā)明的目的是通過結(jié)構(gòu)調(diào)整或與必須的分子結(jié)合從而開發(fā)無有害效應(yīng)的有機(jī)酸，從而避免這些有機(jī)化合物與土壤中營養(yǎng)組分的結(jié)合，從而避免作物的產(chǎn)量降低。
就磷肥而言，眾所周知的是，因?yàn)楦鞣N原因，如其它陽離子對磷酸鹽的固定、貧瘠土壤的微生物健康狀況等，植物可利用的磷酸鹽在施加到土壤中的磷酸鹽的總量中非常低。土壤微生物在營養(yǎng)素?cái)z取中擔(dān)任重要的角色，尤其在磷酸鹽營養(yǎng)素的攝取中作用更加顯著。本發(fā)明所描述的較低分子量有機(jī)分子在提高土壤微生物種群方面表現(xiàn)出顯著的潛能，其提高植物系統(tǒng)對磷酸鹽的攝取，生物量的增加和作物產(chǎn)量的提高即是證據(jù)。然而，當(dāng)與尿素，如氮肥一起施加時(shí)，同樣的分子卻沒有同樣的積極作用，因?yàn)槲⑸镆呀?jīng)消耗了大多數(shù)有機(jī)分子而沒有給植物機(jī)會(huì)。而分子量大于5000的分子與熔融尿素混合，之后形成顆粒、細(xì)?；蛲枇r(shí)顯示出積極的性能，明顯地提高作物的產(chǎn)量。具有納米結(jié)構(gòu)或者不具有納米結(jié)構(gòu)的功能過渡金屬硅酸鹽(PCT/IB2003/002011，申請日2003年5月15日)，例如硅酸銅、硅酸鋅的混合物、或者抑制尿素抑制劑的銅、鋅、鹽的混合物與結(jié)構(gòu)修飾的褐煤與熔融尿素和/或其它植物營養(yǎng)素混合，之后形成顆粒、細(xì)粒或丸粒時(shí)，顯著地提高了作物的產(chǎn)量。
在1750到1600存在吸光率(cm-1)的有機(jī)酸官能團(tuán)具有重要作用。本發(fā)明通過用過氧化氫對褐煤進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加1750到1600的官能團(tuán)從而得到更多官能團(tuán)。
通過褐煤與過氧化氫的選擇性周期性反應(yīng)得到范圍在(a)低于500，(b)500和1000之間，(c)1000和5000之間以及(d)它們的組合的不同分子量的有機(jī)分子并且增加從1750到1600IR吸收峰的官能團(tuán)并且有或者無褐煤提取物。
用選擇性分子過濾器通過超過濾提取物得到可溶的有機(jī)分子以獲得所需要的分子量?，F(xiàn)在本發(fā)明描述從褐煤中選擇性生產(chǎn)具有或不具有提取物的選擇性分子量有機(jī)分子的方法。
以1∶1到1∶3(重量/體積)的比例將水添加到褐煤中。然后將冷卻的過氧化氫(-5℃到-20℃溫度下)添加到有水的褐煤中。充分混合后，以逐步周期性的方式小心地提高反應(yīng)溫度，根據(jù)褐煤的質(zhì)量，在15℃+/-5℃下反應(yīng)30分鐘到5小時(shí)。之后，根據(jù)需要，周期性地添加10％到50％的過氧化氫以實(shí)現(xiàn)所需要的官能團(tuán)的數(shù)量和具有或不具有從褐煤中提取的提取物的所需分子量的有機(jī)分子。
例如，描述了一種從褐煤中得到具有或不具有提取物的不同分子量有機(jī)分子的方法。以1∶2(重量/體積)的比例將水添加到褐煤中。然后，將在-20℃冷卻的5到15％的過氧化氫添加到包含水的褐煤中，并且將溫度小心地提高到10℃然后到15℃。之后反應(yīng)在18℃進(jìn)行30分鐘。最終產(chǎn)物更適合于與氮肥，如尿素混合，因?yàn)樗玫降暮置喊^大量的高于5000分子量的有機(jī)酸。產(chǎn)量和分子量根據(jù)褐煤的質(zhì)量而分別隨之變化，并且合適的反應(yīng)條件下，通過或者不通過一定程度的裂解，可以增加更多的官能團(tuán)。
例如，描述了一種從褐煤中得到具有或不具有提取物的不同分子量有機(jī)分子的方法。以1∶2(重量/體積)的比例將水添加到褐煤中。然后，將在-20℃冷卻的15到35％的過氧化氫添加到包含水的褐煤中，并且將溫度小心地提高到10℃然后到15℃。之后反應(yīng)在18℃進(jìn)行5小時(shí)。之后，將水添加到褐煤中，并提取可溶的有機(jī)酸，得到主要在1000在2000之間多于60％的產(chǎn)物。
例如，描述了一種從褐煤中得到具有或不具有提取物的不同分子量有機(jī)分子的方法。以1∶2(重量/體積)的比例將水添加到褐煤中。然后，將在-20℃冷卻的25到35％的過氧化氫添加到包含水的褐煤中，并且將溫度小心地提高到10℃然后到15℃。之后反應(yīng)在18℃進(jìn)行5小時(shí)。之后，周期性地添加50％的過氧化氫，并且至少重復(fù)該反應(yīng)三次。然后，提取可溶的有機(jī)酸，并且這些提取的有機(jī)酸具有主要低于500的分子量(70％以上)。這些得到的有機(jī)分子更適合于生產(chǎn)磷肥或者以與其它植物營養(yǎng)素螯合或者不與其它植物營養(yǎng)素螯合從而用于葉面或者施肥灌溉應(yīng)用，或者用于處理種子或者種苗，且還適用于設(shè)計(jì)新型農(nóng)藥和藥品。
以上這些沒有從褐煤中提取有機(jī)酸的反應(yīng)得到的不同類型的褐煤用于不同的目的，例如適合與磷肥混合，以及適合與尿素，例如氮肥混合的褐煤。
本發(fā)明還描述了褐煤類型有機(jī)肥料的生產(chǎn)，該有機(jī)肥料沒有與土壤氮結(jié)合因而降低作物產(chǎn)量的破環(huán)效應(yīng)(參考土壤有機(jī)質(zhì)中氮-結(jié)合芳烴以及它們在密集稻谷種植中產(chǎn)量降低的意義------Schmidt-Rohr等人，PNAS，2004年，101卷，第17期，6351-6354頁(Nitrogen-bonded aromatics in soilorganic matter and their implications for a yield decline in intensive ricecropping-Schmidt-Rohr etal，PNAS，2004，vol.101，no.17，6351-6354))。有機(jī)物質(zhì)連續(xù)的施用會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量的降低，原因在于這些分子與植物營養(yǎng)素的結(jié)合的特性。大部分包含物質(zhì)的褐煤與鉀的提取物施加。有機(jī)物質(zhì)的堆積會(huì)相對地破壞土壤健康消極地影響作物產(chǎn)量。選擇性地添加具有合適的官能團(tuán)的合適的物質(zhì)和具有或不具有提取物的裂解的有機(jī)分子以及植物營養(yǎng)素，提供了一種可行的長期有效的植物營養(yǎng)素的方法，因?yàn)檩^低分子量的有機(jī)分子更適合于與磷肥混合，而較高分子量的有機(jī)分子更益于與氮肥混合。有機(jī)分子與所需的物質(zhì)，例如尿素(0.10到5％重量/重量)的反應(yīng)阻止了有機(jī)分子與氮分子的結(jié)合因此不會(huì)降低作物的產(chǎn)量，這通過主要對例如棉花和稻谷的作物進(jìn)行的大規(guī)模的田間試驗(yàn)得到證實(shí)。
如圖3所證實(shí)的在褐煤中官能團(tuán)的連續(xù)增加通過與過氧化氫相繼的或者逐步周期性的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閺?600到1750吸收峰明顯增加，該方法給出了為了所需的的目的增加定量的官能團(tuán)或分子官能團(tuán)的機(jī)會(huì)。
與描述了用風(fēng)化褐煤處理堿金屬的美國No.s.5034045和5026416專利文件(授權(quán)給William Alexander。該發(fā)明的衍生物主要通過在堿性條件下，氫氧化鉀與添加的少量過氧化氫反應(yīng)，使得正如在這些專利中解釋的那樣從而實(shí)現(xiàn)該條件的全部優(yōu)點(diǎn)，承載腐殖酸的風(fēng)化褐煤礦石用氫氧化鉀處理，通過該方法，用容易發(fā)生離子交換的非揮發(fā)性堿金屬離子，例如鉀離子，使腐殖酸的氧化位點(diǎn)飽和，因此達(dá)到最大溶解性，pH值增加到近似11的范圍，因此總的反應(yīng)條件是堿性的，得到主要以氧離子交換量為目的的堿金屬鹽)所教導(dǎo)的相反，本發(fā)明在酸性條件下進(jìn)行；不需要堿，衍生物不是鹽。
在本發(fā)明中，反應(yīng)不包含用鉀或者其它任何堿使褐煤飽和。本發(fā)明的目的是在酸性條件下通過過氧化氫反應(yīng)從褐煤中得到有機(jī)分子，其適用于任何形式的葉面，或者用于添加到任何其它物質(zhì)中，例如肥料或者農(nóng)藥。此外，本發(fā)明的另一目的是通過裂解以及或者結(jié)合或者增加更多反應(yīng)活性點(diǎn)位或者反應(yīng)活性鍵，或者通過褐煤與過氧化氫相繼反應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整從而保持褐煤的完整，要求或者得到所需的褐煤質(zhì)量，這在本發(fā)明中已有描述，如FTIR和13C NMR譜圖所示。本發(fā)明的目的不僅是開發(fā)在生物反應(yīng)的結(jié)構(gòu)和功能方面具有更大功能自由度的分子，因?yàn)檫@些分子未被堿、例如鉀填充或者飽和。本發(fā)明還描述了從褐煤中生產(chǎn)較低分子量有機(jī)分子，其有效螯合對葉面有益，并且對與許多其它肥料如DAP、過磷酸鹽等的配方設(shè)計(jì)有益，并且還適合于得到適于醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的不同產(chǎn)品。在生物 系統(tǒng)中利用這些得到的有機(jī)分子比利用堿飽和的腐殖酸更加可行。
本發(fā)明還描述了從褐煤中生產(chǎn)較低分子量、甚至低于500分子量的有機(jī)酸，和/或得到適于所需目的的可選擇分子量的分子，例如低于500、500到1000或者大于1000到2000或者2000及以上，但低于5000mw。過去5年內(nèi)的詳細(xì)的田間和盆栽試驗(yàn)表明低分子量在提高作物、如棉花和稻谷的產(chǎn)量方面優(yōu)于其它分子量的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明描述了褐煤中相繼添加過氧化氫得到的衍生物和褐煤結(jié)構(gòu)的調(diào)整，如圖3所示，活性鍵相繼增加?；钚枣I增加和合乎需要的褐煤的質(zhì)量可以為了不同的目的，如較少反應(yīng)的褐煤適于與尿素類型氮肥反應(yīng)，較多反應(yīng)并且更多相繼反應(yīng)的褐煤適于與磷酸或磷肥混合。通過過氧化氫從褐煤中提取得到的液體形式的低分子量的有機(jī)分子的FTIR顯示出(圖2)特征FTIR吸收峰。
具有結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的植物營養(yǎng)素的性能
權(quán)利要求
1、一種具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
2、一種制備具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含在酸性條件下使被研成粉末的褐煤與過氧化氫至少反應(yīng)一次，以引起裂解從而生成功能增強(qiáng)的有機(jī)分子以及可選擇地從褐煤中提取水溶性物質(zhì)的步驟，該水溶性物質(zhì)包含具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且分子量選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子。
3、一種促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物接觸植物和/或土壤的步驟，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
4、一種包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
5、一種制備包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)的方法，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量，所述方法包含在酸性條件下使被研成粉末的褐煤與過氧化氫至少反應(yīng)一次，以引起裂解從而得到包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的反應(yīng)混合物以及通過分離技術(shù)從反應(yīng)混合物中提取液體形式或者固體形式的包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)的步驟。
6、一種促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)接觸植物和/或土壤的步驟，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
7、本發(fā)明提供一種促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物提供營養(yǎng)素的緩慢和/或控制釋放以及有效利用和/或同化作用，所述組合物包含
具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；
或者
包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；
以及可選擇地，
一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素；
其中，如果促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含合成的和/或天然的營養(yǎng)素，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或者水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
8、一種制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；或者
(b)制備包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及可選擇地
(c)用在步驟(a)中所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤或者在步驟(b)中所得到的水溶性物質(zhì)與一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素混合或者反應(yīng)，使得如果促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含合成的和/或天然的營養(yǎng)素，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
9、一種促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含
具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；
或者
包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；
以及可選擇地，
一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素；
其中，如果促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含合成的和/或天然的營養(yǎng)素，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物或者水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含
包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及
一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素；
其中水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
11、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及
(b)用在步驟(a)中所得到的水溶性物質(zhì)與一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素混合或者反應(yīng)，使得水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
12、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含
包含功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及
一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素；
其中，水溶性物質(zhì)與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
13、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含
具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及
一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素；
其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
14、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及
(b)用在步驟(a)中所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素混合或者反應(yīng)，使得結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
15、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含
具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量；以及
一種或多種合成的和/或天然的營養(yǎng)素；
其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與合成的和/或天然的營養(yǎng)素的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
16、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組分包含至少一種含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述水溶性物質(zhì)通過褐煤的裂解得到。
17、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水溶性物質(zhì)的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將過氧化氫冷卻到約-5℃到-20℃的溫度范圍內(nèi)；
(b)以1∶1到3∶1(體積/重量)的比例將水添加到褐煤中；
(c)將5到50％的冷卻的過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/重量)的比例添加到步驟(b)中所得到的褐煤中；
(d)在環(huán)境條件下，使褐煤與過氧化氫在約15分鐘到約3小時(shí)的時(shí)間段范圍內(nèi)反應(yīng)；以及
(e)將過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/體積)的比例添加到步驟(d)中所得到的產(chǎn)物中；
(f)重復(fù)步驟(c)到(e)預(yù)先確定的次數(shù)，隨后用水提取以得到水溶性物質(zhì)。
18、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水溶性物質(zhì)的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將過氧化氫冷卻到低于約-5℃到-20℃的溫度；
(b)將褐煤添加到步驟(a)中所得到的冷卻的過氧化氫中，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶2到1∶3(體積/重量)的范圍內(nèi)；
(c)在10℃到20℃的溫度范圍內(nèi)使褐煤與5到50％的過氧化氫在約1小時(shí)到約3小時(shí)的時(shí)間段范圍內(nèi)反應(yīng)，隨后在約10℃到20℃的溫度下使該反應(yīng)進(jìn)行約3小時(shí)到5小時(shí)；
(d)在環(huán)境條件下，將過氧化氫添加到步驟(c)中所得到的反應(yīng)混合物中，過氧化氫添加到反應(yīng)混合物中的比率約1∶1(體積/重量)；以及
(e)用水提取最終的物質(zhì)并且將該最終的物質(zhì)離心以得到水溶性物質(zhì)。
19、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所得到的水溶性物質(zhì)具有小于1000的分子量。
20、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所得到的水溶性物質(zhì)具有小于1000的分子量。
21、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備水溶性物質(zhì)的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將褐煤添加到過氧化氫(5到50％)中以得到反應(yīng)產(chǎn)物，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶1到1∶5(體積/重量)的范圍內(nèi)；以及
(b)向干燥后的步驟(a)所得到的反應(yīng)產(chǎn)物中添加尿素，如氮肥，以得到功能增強(qiáng)的有機(jī)分子，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量。
22、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含至少一種含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，該水溶性物質(zhì)通過褐煤的裂解得到。
23、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組分包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子通過褐煤的裂解得到。
24、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子通過褐煤的裂解得到。
25、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含
含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子通過褐煤的裂解得到；以及
一種或多種磷酸鹽源；
其中結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
26、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且由褐煤裂解、具有低于約1000的分子量；以及
(b)向步驟(a)中所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物中添加一種或多種磷酸鹽源，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
27、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到；以及一種或多種磷酸鹽源；其中結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
28、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含
含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到；以及
一種或多種磷酸鹽源；
其中，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
29、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且由褐煤裂解、具有低于約1000的分子量；以及
(b)向步驟(a)中所得到的水溶性物質(zhì)中添加一種或多種磷酸鹽源，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
30、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有低于約1000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤裂解得到；以及一種或多種磷酸鹽源；其中，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種磷酸鹽源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
31、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含至少一種含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤裂解得到。
32、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將褐煤添加到過氧化氫中以得到反應(yīng)產(chǎn)物，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶1到1∶5(體積/重量)的范圍內(nèi)；以及
(b)向干燥后的步驟(a)中所得到的反應(yīng)產(chǎn)物中添加尿素，如氮肥，以得到功能增強(qiáng)的有機(jī)分子，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量。
33、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含至少一種含有有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到。
34、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到。
35、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到。
36、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含
含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約1000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到；以及
一種或多種氮源；
其中，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
37、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且由褐煤裂解得到、具有大于約5000的分子量；以及
(b)向步驟(a)中得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物中添加一種或多種氮源，結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
38、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子由褐煤的裂解得到；以及一種或多種氮源；其中結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
39、根據(jù)權(quán)利要求7所述的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物，所述組合物包含
含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到；以及
一種或多種氮源；
其中，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
40、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)制備含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且通過褐煤的裂解、具有大于約5000的分子量；以及
(b)向步驟(a)中所得到的水溶性物質(zhì)中添加一種或多種氮源，水溶性物質(zhì)與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
41、根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)植物生長的方法，所述方法包含用有效量的促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物接觸植物和/或土壤的步驟，該促進(jìn)植物生長的營養(yǎng)組合物包含含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的水溶性物質(zhì)，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量，所述水溶性物質(zhì)由褐煤的裂解得到；以及一種或多種氮源；其中水溶性物質(zhì)與所述一種或多種氮源的重量比在0.01∶1到10∶1的范圍內(nèi)。
42、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將過氧化氫冷卻到低于約-5℃到-20℃的溫度；
(b)以1∶1到3∶1(體積/重量)的比例將水添加到褐煤中；
(c)將冷卻的過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/重量)的比例添加到步驟(b)中所得到的褐煤中；
(d)在環(huán)境條件下，使褐煤與過氧化氫反應(yīng)約15分鐘到約3小時(shí)的時(shí)間段范圍；
(e)將過氧化氫以1∶1到1∶5(體積/體積)的比例添加到步驟(d)中所得到的產(chǎn)物中；以及
(f)重復(fù)步驟(c)到(e)預(yù)先確定的次數(shù)，以得到結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物。
43、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將過氧化氫冷卻到低于約-5℃到-20℃的溫度；
(b)將褐煤添加到步驟(a)所得到的冷卻的過氧化氫中，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶2到1∶3(體積/重量)的范圍內(nèi)；
(c)使褐煤與過氧化氫在10℃到15℃溫度范圍內(nèi)反應(yīng)約1小時(shí)，隨后使反應(yīng)在約20℃下進(jìn)行約3小時(shí)；以及
(d)在環(huán)境條件下，將過氧化氫添加到步驟(c)中所得到的反應(yīng)混合物中，過氧化氫添加到反應(yīng)混合物中的比例約為1∶1(體積/重量)，以得到結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物。
44、根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物含有分子量低于1000的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子。
45、根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所得到的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物含有分子量低于1000的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子。
46、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的方法，所述方法包含以下步驟
(a)將褐煤添加到過氧化氫中以得到反應(yīng)產(chǎn)物，過氧化氫添加到褐煤中的比例在1∶1到1∶5(體積/重量)的范圍內(nèi)；以及
(b)向干燥后的步驟(a)所得到的反應(yīng)產(chǎn)物中添加尿素，如氮肥，以得到含有功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子，該功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有大于約5000的分子量。
47、一種具有與引起營養(yǎng)素的緩釋和有效同化的合成的或天然的原料組合的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的新型營養(yǎng)素。
48、一種具有結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的新型營養(yǎng)素，其中褐煤通過與過氧化氫反應(yīng)而結(jié)構(gòu)修飾，以增加營養(yǎng)活性組分如腐殖酸，取決于處理溶液、即過氧化氫(1到50％)的濃度，所述組分中褐煤過氧化氫(重量/體積)的范圍從0.01∶1到10∶1，所選擇的使用結(jié)構(gòu)調(diào)整的褐煤的營養(yǎng)素通過添加所選擇的營養(yǎng)素來實(shí)現(xiàn)，其中添加的營養(yǎng)素與褐煤的比例為0.01∶1至10∶1(重量/重量)。
49、根據(jù)權(quán)利要求48所述的具有結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的新型營養(yǎng)素，其特征在于，褐煤的結(jié)構(gòu)調(diào)整能夠讓從這種改良的褐煤中得到的鍵更具營養(yǎng)活性，從而允許通過與所選擇的營養(yǎng)素混合而設(shè)計(jì)植物營養(yǎng)產(chǎn)品，從而引起緩釋并且具有更加有效的同化。
50、一種生產(chǎn)具有結(jié)構(gòu)修飾的褐煤的的營養(yǎng)素方法包含以下步驟
(a)粉末化褐煤原料，
(b)將褐煤粉末微粉化到需要的微米尺寸，
(c)干燥微粉末化的褐煤粉末以除去多余的濕氣，
(d)用過氧化氫處理所述微粉化的褐煤粉末以實(shí)現(xiàn)有效的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，
(e)用尿素，如氮肥和/或磷肥和/或鉀肥和/或磷酸和/或其它包含常量和/或微量的營養(yǎng)素的水溶液處理所述原料以得到產(chǎn)物，
(f)通過添加適當(dāng)?shù)乃嵝院?或堿性的營養(yǎng)液中和所述反應(yīng)溶液，
(g)將所得材料制成片狀或丸狀或顆?；蛐⊥杌蚍勰┗蛘咂渌赡艿挠糜谟行褂玫男螤畹男问?；以及
(h)在室溫下或用干燥劑干燥最終的產(chǎn)物。
51、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，具有植物營養(yǎng)所需的元素的提高的營養(yǎng)活性組分可用于土壤、葉面和施肥灌溉應(yīng)用。
52、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，褐煤的微粉化粉末用過氧化氫處理以提高植物營養(yǎng)的活性組分。
53、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，褐煤的微粉化粉末用過氧化氫處理，之后用常量元素(氮、磷和鉀)和/或微量元素(鎂、鈣、銅、鋅、錳、硼、鐵、硅、硫和鉬)進(jìn)行所需要的營養(yǎng)增強(qiáng)。
54、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，褐煤的微粉化粉末用過量的過氧化氫提取以生產(chǎn)可溶的基于褐煤的肥料，該肥料適合于葉面和施肥灌溉的要求。
55、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，褐煤的微粉化粉末用過氧化氫處理，并且與植物營養(yǎng)素以及/或者與和熔融的尿素混合的包含選自由鎂、鈣、銅、鋅、錳、硼、鐵、硅、硫和鉬組成的群組的微量營養(yǎng)素的溶液以及/或者現(xiàn)有的氮、磷酸鹽、鉀(potash)、微量元素肥料以及或者復(fù)合肥料單個(gè)地或者結(jié)合地混合，以生產(chǎn)有選擇性的和/或?qū)Ｓ玫闹参餇I養(yǎng)產(chǎn)品從而提高植物產(chǎn)品的數(shù)量和/或質(zhì)量。
56、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，褐煤樣品用過氧化氫處理，如周期性逐步在褐煤中添加過氧化氫，引起活性組分的增加，吸收強(qiáng)度明顯的增加到1700±50波數(shù)(cm-1)。
57、根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，過氧化氫處理過的、未提取的褐煤引起特征FTIR峰，其中約有12個(gè)峰在1600到1700波數(shù)(cm-1)范圍內(nèi)。
58、從褐煤中提取的經(jīng)提取或未提取的功能活性有機(jī)分子，所述功能活性有機(jī)分子通過包含以下步驟的方法得到
(a)將褐煤添加到過氧化氫中并且
(b)在反應(yīng)后通過離心和沉淀從不可溶的褐煤中除去可溶的功能活性有機(jī)分子，或者保持有機(jī)分子與褐煤原封不動(dòng)。
59、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，該功能活性有機(jī)分子比存在于褐煤的常規(guī)有機(jī)分子包括腐殖酸和黃腐酸更具功能活性，原因在于通過用過氧化氫處理得到提高的反應(yīng)性，其是褐煤的裂解的結(jié)果。
60、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，將濃度在5-50％范圍的過氧化氫添加到微粉化的褐煤中，褐煤和過氧化氫的比例是1∶2到1∶5(體積/重量)，其中在添加之前，將過氧化氫于-5℃至-20℃冷卻數(shù)個(gè)小時(shí)，并且在10℃至15℃下使過氧化氫與褐煤反應(yīng)一小時(shí)，隨后在15℃到20℃下反應(yīng)約三小時(shí)，反應(yīng)后，重復(fù)相同的步驟預(yù)先確定的次數(shù)，之后，在25℃至30℃下以1∶1(體積/重量)的比例將約5到50％濃度的過氧化氫添加到最終的所得的物質(zhì)中，最終的所得的物質(zhì)用水進(jìn)行提取并在連續(xù)離心機(jī)上以5000至10000轉(zhuǎn)/分鐘離心，從而得到褐煤經(jīng)過氧化氫裂解的可溶性功能活性有機(jī)分子。
61、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，包含分子量低于1000的功能活性有機(jī)分子可選擇的適用于磷肥和/或葉面噴施和/或設(shè)計(jì)各種不同的分子。
62、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，包含分子量大于5000的功能活性有機(jī)分子可選擇的適用于氮肥和/或設(shè)計(jì)各種不同的分子。
63、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，包含分子量低于500的功能活性有機(jī)分子可選擇的適用于葉面噴施和/或種子處理組合物和/或施肥灌溉應(yīng)用。
64、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，當(dāng)在FTIR氟化鈣電解槽附件中通過FTIR對液體樣品進(jìn)行分析時(shí)，功能活性有機(jī)分子在1600-1750波數(shù)(cm-1)出現(xiàn)特征吸收峰。
65、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，包含分子量低于1000的功能活性有機(jī)分子，其中所述功能活性有機(jī)分子具有對包括錒系元素的有毒重金屬，如鈾和/或蛋白質(zhì)的凈化能力。
66、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，所述功能活性有機(jī)分子具有提高植物生長和產(chǎn)量的能力。
67、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，褐煤的過氧化氫提取物導(dǎo)致出現(xiàn)多個(gè)峰(超過20個(gè))且在1686±10、1676±10、1671±10、1664±10、1655±10、1648±10、1638±10、1625±10、1618±10、1599±10、1561±10以及1343±10波數(shù)(cm-1)具有特征吸收峰。
68、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，包含分子量低于1000的功能活性有機(jī)分子，其中所述功能活性有機(jī)分子與磷肥混合時(shí)具有提高植物對磷酸鹽的利用率、從而增加作物產(chǎn)量的性能。
69、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，包含分子量超過5000的功能活性有機(jī)分子，其中所述功能活性有機(jī)分子與氮肥混合時(shí)具有通過提高氮的利用率從而增加作物產(chǎn)量的性能。
70、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，用固態(tài)NMR分析時(shí)證實(shí)官能團(tuán)增加，如附圖中所示，在具有用過氧化氫從褐煤中提取的低分子量有機(jī)分子的褐煤的13-C NMR圖譜中存在差異，或者被沿化學(xué)位移軸的碳強(qiáng)度的相對分布量化，顯示出脂肪基(0到60ppm)的大量減少以及芳香基(110到165ppm)、羧基、酰胺或酯(160到190ppm)以及羰基(190到220ppm)的急劇增多。
71、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，所述功能活性有機(jī)分子的制備包括在可變反應(yīng)條件下選擇性地合成經(jīng)提取或不經(jīng)提取提取物的功能活性有機(jī)分子。
72、根據(jù)權(quán)利要求58所述的功能活性有機(jī)分子，其特征在于，所述功能活性有機(jī)分子的制備包括提取具有可選擇的分子量的功能活性有機(jī)分子，該提取過程通過可選擇地執(zhí)行包括利用選擇性分子過濾器的超濾技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
73、一種增加作物產(chǎn)量的組合物，包含具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物、選自包含硅酸銅、硅酸鋅或者它們的混合物的群組的功能性過渡金屬硅酸鹽以及熔融尿素和/或其它植物營養(yǎng)素，其中該功能性過渡金屬硅酸鹽可選擇地是納米結(jié)構(gòu)的形式和包含銅、鋅、鹽的混合物以抑制尿素抑制劑，該作物產(chǎn)量增加組合物制成顆粒、細(xì)?；蛲枇?。
74、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含以1∶2到1∶5(重量/體積)范圍內(nèi)的比例將水添加到褐煤中的步驟，將過氧化氫冷卻到約-20℃的溫度并且將其添加到包含水的褐煤中的步驟，在一個(gè)或多個(gè)步驟中將所得到的反應(yīng)混合物的溫度升高到5℃到20℃范圍內(nèi)的某一值的步驟以及在15℃到20℃溫度范圍內(nèi)使反應(yīng)進(jìn)行15分鐘到2小時(shí)以得到包含實(shí)質(zhì)量的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的步驟，實(shí)質(zhì)量的有機(jī)分子的分子量高于5000分子量。
75、根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，其特征在于，所使用的過氧化氫的濃度在1到15％范圍內(nèi)。
76、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含以1∶2到1∶5(重量/體積)范圍內(nèi)的比例將水添加到褐煤中的步驟，將過氧化氫冷卻到約-20℃的溫度并且將其添加到包含水的褐煤中的步驟，在一個(gè)或多個(gè)步驟中將所得到的反應(yīng)混合物的溫度升高到5℃到20℃范圍內(nèi)的某一值的步驟以及在15℃到20℃溫度范圍內(nèi)使反應(yīng)進(jìn)行3到7小時(shí)以得到包含實(shí)質(zhì)量的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的步驟，實(shí)質(zhì)量的有機(jī)分子的分子量在1000到2000范圍內(nèi)。
77、根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，所使用的過氧化氫的濃度在15到50％范圍內(nèi)。
78、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物的方法，所述方法包含以下步驟(a)以1∶2到1∶5(重量/體積)范圍內(nèi)的比例將水添加到褐煤中，(b)將過氧化氫冷卻到約-20℃的溫度并且將其添加到包含水的褐煤中，(c)在一個(gè)或多個(gè)步驟中將所得到的反應(yīng)混合物的溫度升高到5到20℃范圍內(nèi)的某一值以及在15到20℃溫度范圍內(nèi)使反應(yīng)進(jìn)行3到7小時(shí)，以及(d)在所得到的反應(yīng)混合物中相繼地且周期性地添加濃度大于步驟(b)中所用過氧化氫的濃度的過氧化氫從而得到包含實(shí)質(zhì)量的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，實(shí)質(zhì)量的有機(jī)分子的分子量低于500。
79、根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于，在步驟(b)和(d)中使用的過氧化氫的濃度在25％到50％范圍內(nèi)。
全文摘要
一種具有或不具有從褐煤中提取的功能增強(qiáng)的有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)修飾的褐煤組合物，所述功能增強(qiáng)的有機(jī)分子具有增加或減少數(shù)量的一個(gè)或多個(gè)選自包含羰基、羧基、酰胺、酯、酚、醇、酮和醛基團(tuán)的群組的官能團(tuán)，并且具有選自包含(i)低于500，(ii)500到1000之間，(iii)1000到5000之間，(iv)等于或大于5000以及(v)(i)，(ii)，(iii)和(iv)中任何最大為三個(gè)的組合的群組的分子量。
文檔編號(hào)C05F11/00GK101605740SQ200780049835
公開日2009年12月16日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者杜爾迦·巖德帕里·普拉薩德 申請人:種子生物科學(xué)私人有限公司