CN108355624A - 基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料及其制备与应用 - Google Patents

基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩‑氧化铁‑纳米壳聚糖复合材料及其制备与应用，属于重金属污染环境修复治理的技术领域。该复合材料的主体成分为天然白云质灰岩，结合工业级硝酸铁与纳米壳聚糖而成，在单金属体系中，镉、铅和镍的最大吸附容量分别为80.3mg/g、192.1mg/g和63.4mg/g，对废水中镉、铅和镍具有良好的吸附去除效果，尤其在多金属混合体系中对重金属铅有极好的专性吸附能力，可作为一种专性吸附剂在复杂污染环境中使用。另外，天然白云质灰岩在自然界中大量存在，成本十分低廉、并且容易取得，对环境也十分友好，不会产生二次污染，因此具有广阔的应用前景和推广价值。

Description

基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合 材料及其制备与应用
技术领域
本发明涉及重金属污染环境修复治理的技术领域，具体涉及一种重金属吸附材料及其制备方法和在重金属污染环境修复中的应用，特别涉及一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料及其制备以及在含镉、铅和镍等重金属废水处理领域中的应用。
背景技术
近年来，由于产业转型与升级导致金属焊接、皮革制造业、电池和合金制造、矿山开采等行业得到快速发展，然而在生产过程中释放出的重金属也不断增加，重金属污染物在环境中的释放已经引起了公众的极大关注，其中镉、铅和镍等重金属在环境中常被检测到，而且因其具有独特的毒性、潜在的致癌性、持久性以及较高的生物有效性，已被多个国家列为优先控制污染物。此外，不同的重金属通常在废水环境中共存，从而增加其危害性。目前，人们可以通过化学沉淀、电解过程、离子交换、膜过滤法和吸附等多种方式从水溶液中吸附重金属。在这些技术中，吸附法被认为是一种最有应用前景的技术之一，因为该技术通常操作简单、成本较低，而且即使在低浓度时，对重金属也具有较高的去除率。显然，选择合适有效的吸附剂对保证重金属去除效果具有重要意义。近几十年来，许多研究集中在合成吸附剂的应用上，在重金属去除方面也取得了令人满意的效果。但是，过量使用合成吸附剂不可避免地带来了一系列潜在的环境问题。天然吸附剂是从天然材料中自然形成的，对环境的危害甚微，近年来由于其安全、低成本等优点再次引起了研究者的关注。中国专利102504831B 公开了蔬菜地土壤重金属镉吸附剂及其制备的方法，利用由石英、碱性长石、磷灰石、水云母、蛭石、绿泥石、蒙皂石、凹凸棒和高岭石组成的天然矿物粉与秸秆混合制得，可吸附重金属镉等污染物。中国专利102807872A公开了利用多种天然矿物粉和生物炭组合制备重金属吸附剂的方法，该吸附剂用于能有效降低可利用态重金属的含量，然而以上专利对重金属的吸附效率仍然略低，且对多金属混合体系中重金属的专性吸附能力并未提及。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备方法。
本发明所涉及的复合材料的主体成分为天然白云质灰岩，结合工业级硝酸铁与纳米壳聚糖而成的新型复合材料，对废水中镉、铅和镍具有良好的吸附去除效果，与目前报道的吸附剂相比，具有显著优势，尤其在多金属混合体系中对重金属铅有极好的专性吸附能力，可作为一种专性吸附剂在复杂污染环境中使用。
本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料。
该复合材料是以馒头组矿物白云质灰岩为主要成分的，可适用于污染水体中重金属的高效吸附去除。具有原料成本低廉、分布广泛易取得、重金属处理效果好，专性吸附能力强，且不出现二次污染等优点。
本发明的再一目的在于提供上述基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁 -纳米壳聚糖复合材料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)白云质灰岩的预处理：将天然白云质灰岩在100±5℃条件下烘至恒重；对烘干后的白云质灰岩进行机械粉碎，粉碎后过筛得到粒径小于0.5μm的白云质灰岩的粉体材料；
(2)纳米壳聚糖的制备：在0.5g/L的壳聚糖溶液中加入0.5～1mg/mL(优选为0.75mg/mL)的三聚磷酸钠溶液并缓慢搅拌，其中，壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为1：(0.5～1)(优选为1：0.75)；这时可以看到溶液分为三层，之上而下分别为：上清液、聚合物和乳白色悬浮液，取出乳白色悬浮液并浸泡在重蒸水中1～3h，风干备用；
(3)白云质灰岩-氧化铁复合物的制备：用工业级硝酸铁(含7个结晶水) 配制浓度为1mol/L的硝酸铁溶液，取现配的硝酸铁溶液加入到聚乙烯烧杯中，然后迅速再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，其中，硝酸铁溶液与氢氧化钠溶液的体积比为(8～10)：18，一边加入一边迅速搅拌，并同时将步骤(1)得到的白云质灰岩粉体材料加入至溶液体系中，其中，硝酸铁与白云质灰岩粉体材料的比值为8～10mmol：50g，得到悬浮液；用重蒸水将悬浮液稀释，得到白云质灰岩粉体材料浓度为100g/L的稀释悬浮液；转移至密闭的聚乙烯瓶中水浴48h以上；取出聚乙烯瓶，然后离心，取沉淀物，用重蒸水清洗3～5次，直到完全去除体系中的硝酸根离子，最后在40～50℃条件下烘干备用；
(4)白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备：将1g/L的纳米壳聚糖溶液加到白云质灰岩-氧化铁复合物溶液中，其中，纳米壳聚糖与白云质灰岩- 氧化铁复合物的质量比为1：100～1：1000(优选为1：100)，连续搅拌12～15 h，然后离心，倒掉上清液，收集沉淀物，再取1g/L的纳米壳聚糖溶液与沉淀物混匀，其中，纳米壳聚糖与白云质灰岩-氧化铁复合物的质量比为1：100～1： 1000(优选为1：100)；再搅拌12～15h并离心，取沉淀物用用重蒸水清洗3～ 5次，然后进行冷冻干燥；干燥后的样品即为白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料。
优选的，步骤(1)中所述粉碎的时间为1～3min。
优选的，步骤(3)中所述离心的条件为在8000～9000rpm条件下离心5min。
优选的，步骤(4)中所述离心的条件为在8000～9000rpm条件下离心20～ 30min。
一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料，通过上述制备方法制备得到。
上述基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在单一重金属污染或多重金属污染环境修复中的应用。
具体的，所述的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在在重金属污染废水处理等环境修复领域中的应用。
所述的重金属为镉、铅和镍等，但不限于这三种重金属；
所述的重金属污染废水处理是指去除废水中镉、铅和镍等重金属中的一种或多种。
所述的重金属污染废水处理中白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的投加量为0.02～0.2mg/mL，振荡时间为6～12h。
优选的，投加量为0.1～0.2mg/mL。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明所述的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在单金属体系中，镉、铅和镍的最大吸附容量分别为80.3mg/g、192.1mg/g和63.4mg/g。通过与其它有报道的吸附剂相比，白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对镉、铅和镍的吸附性能均具有显著的优越性。在多金属共存体系中，白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对三种重金属离子的选择吸附性为：铅>>镉>镍，说明这一复合材料对重金属铅有极好的选择性，有利于在复合污染环境中对目标污染物进行针对性的治理，也有利于作为一种专性吸附剂在污染环境中应用；
(2)本发明所述的复合材料中的主组分为天然白云质灰岩，为一种寒武系馒头组矿物岩石，在寒武系馒头组岩石中，白云质灰岩通常与石灰岩共存。石灰岩可以作为制造建筑材料的原材料，应用十分广泛，但由于白云质灰岩相对于石灰岩而言其黏土矿物组分较多而碳酸盐矿物组分含量较低，因而无法应用在建筑领域当中，因此，与石灰岩共同存在的白云质灰岩在石灰岩的开采过程中常常被一并开采出来却又因没有任何用途而被大量废弃在矿区当中，迄今为止，白云质灰岩仍未受到任何关注，也未见到关于白云质灰岩相关应用的报道，尤其作为一种重金属治理的材料在废水处理中的应用在国内外更未见到任何报道。然而，由于白云质灰岩中含有大量的碳酸盐矿物组分(具有沉淀重金属的潜力)和黏土矿物组分(具有阳离子交换能力和重金属物理吸附潜力)，这些特性使得白云质灰岩成为低成本天然吸附剂的潜在选择。另外，这种天然岩石材料在自然界中大量存在，成本十分低廉、并且容易取得，对环境也十分友好，不会产生二次污染，因此具有广阔的应用前景和推广价值。
附图说明
图1是白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的照片。
图2是白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的电镜扫描图谱。
图3是白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的X射线能谱图。
图4是白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对多金属混合体系中镉、铅和镍的热力学吸附图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备过程及方法，实施的主要步骤为：
(1)白云质灰岩的预处理(烘干和粉碎)：将天然白云质灰岩在105℃条件下烘至恒重；对烘干后的白云质灰岩进行机械粉碎，粉碎时间为1～3min，粉碎后过筛得到粒径小于0.5μm的白云质灰岩的粉体材料；
(2)纳米壳聚糖的制备：1g壳聚糖溶于2L浓度为2％(v/v)的乙酸，加入1L浓度为0.75mg/mL的三聚磷酸钠溶液并缓慢搅拌。这时可以看到溶液分为三层，之上而下分别为：上清液、聚合物和乳白色悬浮液，取出乳白色悬浮液并浸泡在重蒸水中1～3h，风干备用；
(3)白云质灰岩-氧化铁复合物的制备：用工业级硝酸铁(含7个结晶水) 配制浓度为1mol/L的硝酸铁溶液，取80～100mL现配的硝酸铁溶液加入到2L 聚乙烯烧杯中，然后迅速再加入180mL氢氧化钠溶液(2mol/L)，一边加入一边迅速搅拌，并同时将500g步骤(1)得到的白云质灰岩粉体材料加入至溶液体系中，得到悬浮液。用重蒸水将悬浮液稀释至5L。转移至密闭的5L聚乙烯瓶中水浴48h以上。取出聚乙烯瓶，然后8000～9000rpm条件下离心5min，取沉淀物，用重蒸水清洗3～5次，直到完全去除体系中的硝酸根离子，最后在 40～50℃条件下烘干备用；
(4)白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备：将200mL的纳米壳聚糖溶液(1g/L)加到白云质灰岩-氧化铁复合物溶液中，其中，纳米壳聚糖与白云质灰岩-氧化铁复合物的质量比为1：100，用磁力搅拌器连续搅拌12～15h，然后将其(分散体)在8000～9000rpm条件下离心20～30min，倒掉上清液，收集沉淀物，再取200mL 1g/L的纳米壳聚糖溶液与沉淀物混匀。再用磁力搅拌器搅拌12～15h并在8000～9000rpm条件下离心20～30min，取沉淀物用重蒸水清洗3～5次，然后进行冷冻干燥。干燥后的样品即为白云质灰岩-氧化铁- 纳米壳聚糖复合材料，如图1所示。从图1中可知，合成的白云质灰岩-氧化铁- 纳米壳聚糖复合材料为一种砖红色粉末。
实施例2
考察实施例1所涉及的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的主要成分以及主成分白云质灰岩的理化性质，如表1所示，白云质灰岩中碳酸盐类矿物为主要组分(51.2％)，其中白云石成分占26.3％，依据白云石含量在25％～50％之间可以鉴定这一矿物岩石材料为白云质灰岩。从复合材料的电镜扫描图谱(图 2)可以看出，这一材料表面不规则，整体呈块状结构，比表面积大，有利于重金属离子的吸附。复合材料的X射线能谱图见图3所示，复合材料的主要组成元素为Si、Ca、Mg、Fe、Al、K、Na、O、C和N等。其中大量的Fe元素可能一部分来源于复合材料中的白云质灰岩组分，另一部分来源于复合材料中的氧化铁组分。
表1 白云质灰岩的矿物组成
实施例3
考察发明实施例1所涉及的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在单金属体系中对镉、铅和镍的吸附去除能力，吸附条件为：取10mg复合材料置于 100mL的初始浓度均为1～200mg/L单一重金属溶液体系中，于25℃，180r/min 的恒温摇床中振荡12h后，测定吸附后废水中重金属含量，用下列公式计算复合材料对重金属的吸附量并评估这一复合材料的重金属吸附能力。
吸附量的计算公式为：
式中c1、c2为单金属废水中重金属镉、铅和镍离子吸附前后的含量(mg/L)， v为重金属溶液体积(L)，m为吸附剂质量(g)，q为吸附容量(mg/g)，η为吸附率(％)。
实验发现，白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对镉、铅和镍离子的吸附效果显著，对三种重金属的最大吸附量分别达80.3mg/g、192.1mg/g和63.4 mg/g，具体结果如表2所示。我们汇总了近些年来报道出的吸附剂对镉、铅和镍离子的吸附能力，与本发明涉及的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对比(表3)，相比之下，白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在对重金属镉、铅和镍离子的吸附能力方面具有显著的优越性，这充分证明本发明所涉及的新型复合材料对重金属镉、铅和镍具有极好的吸附去除效果，也间接验证了这一新型复合材料适于在重金属污染环境中大规模应用的可能性。
表2 白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料吸附去除水中镉、铅和镍离子
重金属种类(单一金属体系) 吸附量(mg/g)
镉溶液(1～200mg/L) 80.3±0.06
铅溶液(1～200mg/L) 192.1±0.08
镍溶液(1～200mg/L) 63.4±0.03
表3 不同吸附剂对重金属镉、铅和镍的最大吸附量
注：*代表本发明中涉及的复合材料。
实施例4
考察发明实施例1所涉及的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在多金属混合体系中对镉、铅和镍的吸附去除能力，吸附条件为：取10mg复合材料置于50mL的多重金属混合溶液体系中(镉、铅和镍的初始浓度均为1～200 mg/L)，于25℃，180r/min的恒温摇床中振荡12h后，测定吸附后废水中重金属含量，跟下列公式计算复合材料对重金属的吸附量并评估吸附能力。
吸附量的计算公式为：
式中c1、c2为多金属混合废水中重金属镉、铅和镍离子吸附前后的含量 (mg/L)，v为重金属溶液体积(L)，m为吸附剂质量(g)，q为吸附容量(mg/g)，η为吸附率(％)。
如图4实验发现，在多金属共存体系中，白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对镉、铅和镍在多金属体系中的总吸附量为168.3mg/g，其中对铅的吸附量为149.9mg/g，远远大于对镉和镍的吸附量，白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料对三种重金属离子的选择吸附顺序为：铅>>镉>镍，这说明本发明所涉及的复合材料对重金属铅有极好的专性吸附能力，有利于在复合污染环境中对目标污染物进行针对性的治理，也有利于作为一种专性吸附剂在污染环境中应用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)白云质灰岩的预处理：将天然白云质灰岩在100±5℃条件下烘至恒重；对烘干后的白云质灰岩进行机械粉碎，粉碎后过筛得到粒径小于0.5μm的白云质灰岩的粉体材料；
(2)纳米壳聚糖的制备：在0.5g/L的壳聚糖溶液中加入0.5～1mg/mL的三聚磷酸钠溶液并缓慢搅拌，其中，壳聚糖与三聚磷酸钠的质量比为1：(0.5～1)；这时看到溶液分为三层，之上而下分别为：上清液、聚合物和乳白色悬浮液，取出乳白色悬浮液并浸泡在重蒸水中1～3h，风干备用；
(3)白云质灰岩-氧化铁复合物的制备：用工业级硝酸铁配制浓度为1mol/L的硝酸铁溶液，取现配的硝酸铁溶液加入到聚乙烯烧杯中，然后迅速再加入2mol/L的氢氧化钠溶液，其中，硝酸铁溶液与氢氧化钠溶液的体积比为(8～10)：18，一边加入一边迅速搅拌，并同时将步骤(1)得到的白云质灰岩粉体材料加入至溶液体系中，其中，硝酸铁与白云质灰岩粉体材料的比值为8～10mmol：50g，得到悬浮液；用重蒸水将悬浮液稀释，得到白云质灰岩粉体材料浓度为100g/L的稀释悬浮液；转移至密闭的聚乙烯瓶中水浴48h以上；取出聚乙烯瓶，然后离心，取沉淀物，用重蒸水清洗3～5次，直到完全去除体系中的硝酸根离子，最后在40～50℃条件下烘干备用；
(4)白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备：将1g/L的纳米壳聚糖溶液加到白云质灰岩-氧化铁复合物溶液中，其中，纳米壳聚糖与白云质灰岩-氧化铁复合物的质量比为1：100～1：1000，连续搅拌12～15h，然后离心，倒掉上清液，收集沉淀物，再取1g/L的纳米壳聚糖溶液与沉淀物混匀，其中，纳米壳聚糖与白云质灰岩-氧化铁复合物的质量比为1：100～1：1000；再搅拌12～15h并离心，取沉淀物用用重蒸水清洗3～5次，然后进行冷冻干燥；干燥后的样品即为白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料。
2.根据权利要求1所述的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述粉碎的时间为1～3min。
3.根据权利要求1所述的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(3)中所述离心的条件为在8000～9000rpm条件下离心5min。
4.根据权利要求1所述的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中所述离心的条件为在8000～9000rpm条件下离心20～30min。
5.一种基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料，其特征在于通过权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到。
6.权利要求5所述的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在单一重金属污染或多重金属污染环境修复中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：
所述的基于馒头组矿物岩石的白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料在在重金属污染废水处理中的应用。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于：
所述的重金属为镉、铅和镍。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：
所述的重金属污染废水处理是指去除废水中镉、铅和镍中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：
所述的重金属污染废水处理中白云质灰岩-氧化铁-纳米壳聚糖复合材料的投加量为0.02～0.2mg/mL，振荡时间为6～12h。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114804348A (zh) * 2022-04-13 2022-07-29 华南农业大学 一种基于硝酸纤维素的硝酸根缓释材料及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1698948A (zh) * 2005-04-25 2005-11-23 浙江大学 以坡缕石、海泡石为载体的水净化剂及其制备与使用方法
CN102079839A (zh) * 2010-12-21 2011-06-01 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 亲水性带负电荷壳聚糖纳米微球及制备方法
KR101268376B1 (ko) * 2012-12-18 2013-05-28 제일산업개발(주) 환경친화형 응집제
CN103920472A (zh) * 2014-04-11 2014-07-16 江苏大学 一种磁性壳聚糖复合微球吸附剂的制备方法
CN107497406A (zh) * 2017-09-26 2017-12-22 武汉千瑞泰环境科技有限公司 一种壳聚糖‑膨润土复合材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1698948A (zh) * 2005-04-25 2005-11-23 浙江大学 以坡缕石、海泡石为载体的水净化剂及其制备与使用方法
CN102079839A (zh) * 2010-12-21 2011-06-01 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 亲水性带负电荷壳聚糖纳米微球及制备方法
KR101268376B1 (ko) * 2012-12-18 2013-05-28 제일산업개발(주) 환경친화형 응집제
CN103920472A (zh) * 2014-04-11 2014-07-16 江苏大学 一种磁性壳聚糖复合微球吸附剂的制备方法
CN107497406A (zh) * 2017-09-26 2017-12-22 武汉千瑞泰环境科技有限公司 一种壳聚糖‑膨润土复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何小维等: "《碳水化合物功能材料》", 31 January 2007, 中国轻工业出版社 *
侯林春: "《秭归产学研基地野外实践教学教程 自然地理与资源环境 人文地理与城乡规划分册》", 31 July 2016, 中国地质大学出版社 *
朱婉萍等: "《甲壳素及其衍生物的研究与应用》", 30 November 2014, 浙江大学出版社 *
胡超等: ""蒙脱石-壳聚糖复合物对磷吸附性能的研究"", 《农业环境科学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114804348A (zh) * 2022-04-13 2022-07-29 华南农业大学 一种基于硝酸纤维素的硝酸根缓释材料及其制备方法与应用
CN114804348B (zh) * 2022-04-13 2023-03-14 华南农业大学 一种基于硝酸纤维素的硝酸根缓释材料及其制备方法与应用

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