CN108568283A - 一种由海带为主料制备的吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污水处理技术领域，具体公开了一种由海带为主料制备的吸附剂，由以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。煅烧过程包括两个阶段：将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气，加热马弗炉至200～480℃，保持3～6h；增大CO2流量升温至500～700℃，磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸锂、磷钨酸钠、磷钨酸钾、磷钨酸铯中的一种。本发明的吸附剂的成本低，材料来源广，制成的生物炭的孔结构丰富、孔隙率高；对石油烃类的吸附能力强，吸附容量大，不易解吸。吸附后的石油烃类的部分被光催化分解使吸附剂具有持续的吸附能力，对石油污染物的处理效率高。

Description

一种由海带为主料制备的吸附剂
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种由海带为主料制备的吸附剂。
背景技术
随工业化进程的发展，石油的需求量也逐年增加，但在石油的勘探、开采、运输、炼制、使用过程中不可避免地对空气、周围土壤、水源等造成污染，海洋石油开采、运油船漏油、油船失事所导致的石油泄漏和未经处理的含油工业废水随意排放等都能造成海上溢油，带来严重的海洋石油污染。石油中的对二甲苯、稠环芳烃等物质具有毒性和致癌能力，给人以及动物、周围环境带来巨大的危害。现有的处理石油污染的方法主要有：化学法、生物法、物理法。化学法包括添加分散剂、凝油剂、燃烧法等易造成二次污染；生物法主要是微生物分解，但处理能力有限且处理周期长，微生物的生长也易受外界影响；因此现在主要是物理法，包括围栏法、撇油器、吸油材料，其中围栏法仅暂时避免石油扩散，撇油器能耗大且仅适用于石油污染物浓度高的区域，通过吸油材料处理溢油具有较广的适用性和较高的收益，但是现有的吸油材料主要由硅藻土、珍珠岩等无机吸附剂，以及稻草、木屑、芦苇等植物吸附材料，对石油污染物的处理效率低，例如无机吸附剂易在水中形成悬浆液且易下沉，回收难，而植物吸附材料的吸附量小且植物被水中微生物分解后容易造成局部营养集中。
中国专利2013800542969，专利名称有助于吸附石油产品的、脂质涂覆的植物基材料，制备其的工艺及其用途，申请日期2013年5月14日，公开了一种将直径约1mm至约5mm的植物基颗粒与灰分混合并经动物脂肪涂覆形成的吸附石油产品的植物基材料，通过动物脂肪强化植物基的吸附石油能力，并且增加植物基的浮力避免下沉，以解决石油溢油对环境造成损害的问题。但是植物基材料采用的植物基与动物脂肪的来源有限，成本高。
发明内容
针对现有吸油材料的，本发明的目的在于提供一种由海带为主料制备的吸附剂，对石油污染物的处理效率高、吸附量大、容易回收，采用海带为主料的制备原料来源广，成本低。
本发明提供如下的技术方案：
一种由海带为主料制备的吸附剂，所述吸附剂经以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
本发明的吸附剂将海带为主料经高温煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐制成。首先，选用海带为主料降低了吸附剂的制备成本。海带量大、获取方便、成本低廉，是我国最重要、产量最高的栽培类藻类，但现阶段海带产业资源利用率低、经济效益差等问题，由海带为主料制成吸附剂无疑提升了海带利用率，降低了成本。海带内含有丰富的海藻酸钠，具有良好的稳定性和保形性，可以提升生物炭煅烧过程中的结构稳定，防止生物炭的孔结构塌陷。同时海带内含有丰富的介孔结构，使油海带煅烧制成的生物炭的孔隙率大、比表面积大，吸附能力强。其次，生物炭是“硬炭”结构，对石油污染物的吸收属于非线性吸收，具有强大的不可逆性，避免了石油烃类吸附后的动态解吸。同时生物炭的多孔结构和大比表面积对石油烃类的吸附量大，处理效率高。生物炭的多孔结构还为微生物提供生长和繁殖的场所，促进石油烃类的微生物分解。再次，磷钨酸的可溶性金属盐对烃类化合物具有光催化分解作用，通过在生物炭上负载磷钨酸的可溶性金属盐使吸附剂能够光分解吸附的石油烃类，使生物炭具有持续吸附石油烃类的能力。这样通过物理法与化学法相结合使由海带为主料制备的吸附剂具有吸附石油烃类、分解石油烃类的能力，处理量大，处理效率高，而且制成材料来源广，容易回收。
作为本发明的一种改进，所述生物炭通过以下过程制备而成：(1)将海带表面洗净后在40～50℃的水中浸泡1～3天，然后-10～-5℃下通风冷冻干燥至含水率为28％～36％，然后粉碎，并经60～160目过筛得海带粉末；(2)将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；(3)将粗生物炭置于盐酸溶液中浸泡，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。海带煅烧前进行清洗以去除海带表面的杂质和水溶性成分，含水率为28％～36％保证海带内部既具有较低的水含量，同时孔结构保持饱满。海带粉末经隔氧煅烧后得到粗生物炭，其中含有较多的钠、钾等金属的氧化物，灰分高，而且导致水体的pH值升高，通过盐酸浸洗以降低灰分含量，减少粗生物炭对水体pH值的影响。
作为本发明的一种改进，步骤(2)中的隔氧煅烧炭化包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为60～160mL/min，加热马弗炉至200～480℃，升温速率5～8℃/min，保持3～6h，然后调节CO2流量为200～300mL/min，升温至500～700℃，升温速率为1～3℃/min，保持2～3h。
首先低温煅烧阶段的升温速率快，且持续通入CO2以促进海带制成的生物炭的孔结构的形成并提高比表面积，同时促进蛋白质、游离氨基酸、胺、生物碱、无机盐向生物炭中氨基化合物、酰胺、腈、吡络的迁移转化，CO2溶于炭化中释放的水分形成的酸性气氛可以强化生物炭的C-O骨架的稳定性。经过缓慢升温至较高的煅烧温度以强化生物炭骨架的稳定性，促进生物炭中的氨基化合物、酰胺、腈、吡络向芳构化的转变，经进一步煅烧后的生物炭高度炭化，芳香环、烷基结构的紧密堆积，小的芳香单元结合形成较大的结构层，强化生物炭对石油烃类的吸附固定。生物炭芳构化程度的加深促进生物炭的疏水性能降低，利于生物炭在水体中的结团、以及轻质生物炭在水体上部的聚集以接触更多的阳光，促进磷硅酸的可溶性金属盐的光催化效果，并且提升了磷钨酸的可溶性金属盐在水体中的稳定性。此时加大CO2流量一方面温度生物炭的结构，另一方面将高温炭化中生成的焦油气及其他副产品带出，避免碳化降低生物炭的品质。
作为本发明的一种改进，步骤(3)中盐酸溶液的浓度为0.3～1.2mol/L，浸泡温度为25～32℃，浸泡时间60～90min。过高的盐酸浓度容易对生物炭的结构造成侵蚀。
作为本发明的一种改进，所述吸附剂经以下过程制备而成：(1)向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，然后调节pH值至2～4，得到浓度为1～7g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.02～0.08g/L；(2)向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物炭0.2～0.9g/L，浸泡温度为25～32℃，浸泡时间2～5h，搅拌速度60～100r/min；(3)通风干燥浸泡后的生物炭，然后置于隔氧的马弗炉中烧结2～5次，烧结温度220～300℃，烧结时间2～3h。磷钨酸的可溶性金属盐经水玻璃以及烧结后牢固的附着于生物炭的吸附位点，而且经多次烧结后的磷钨酸的可溶性金属盐的晶相结构得到改善，光催化性能提高。
作为本发明的一种改进，所述磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸锂、磷钨酸钠、磷钨酸钾或磷钨酸铯中的一种。选用磷钨酸锂、磷钨酸钾、磷钨酸钠及磷钨酸铯的稳定性好，在水中的溶解度高。
上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用。
作为上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用的一种改进，所述石油污染物包括对二甲苯、稠环芳烃。
将上述吸附剂应用于水体中石油污染物的处理，尤其是对二甲苯、稠环芳烃的处理，既具有较高附能力，而且可以催化分解吸附的对二甲苯、稠环芳烃等物质，处理效率高，成本低，方便回收。
本发明的有益效果如下：
本发明的吸附剂采用海带作为主料煅烧制成生物炭的成本低，材料来源广，制成的生物炭的孔结构丰富、孔隙率高，吸附剂对石油烃类的吸附容量大，不易解吸。部分被吸附的石油烃类经光催化分解使吸附剂具有持续的吸附能力，对石油污染物的处理效率高。另外生物炭的疏水性能好，提升了磷钨酸的可溶性金属盐的稳定性以及光催化能力，而且吸附剂回收方便。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
实施例1
一种由海带为主料制备的吸附剂，由以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
其中生物炭优选通过以下过程制备而成：(1)将海带表面洗净后在40℃的水中浸泡1天，然后-10℃下通风冷冻干燥至含水率为28％，然后粉碎，并经60目过筛得海带粉末；(2)将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；(3)将粗生物炭置于0.3mol/L的盐酸溶液中浸泡60min，浸泡温度为25℃，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。其中隔氧煅烧炭化优选包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为60mL/min，加热马弗炉至200℃，升温速率5℃/min，保持3h，然后调节CO2流量为200mL/min，升温至500℃，升温速率为1℃/min，保持2h。
吸附剂优选的制备过程如下：(1)向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，调节pH值至2～4，得到浓度为1g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.02g/L，优选的磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸锂；(2)向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物炭0.2g/L，浸泡温度为25℃，浸泡时间2h，搅拌速度60r/min；(3)通风干燥浸泡后的生物炭，再置于隔氧的马弗炉中烧结2次，烧结温度220℃，烧结时间2h。
上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用，其中石油污染物优选包括对二甲苯、稠环芳烃。
实施例2
一种由海带为主料制备的吸附剂，由以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
其中生物炭优选通过以下过程制备而成：(1)将海带表面洗净后在45℃的水中浸泡2天，然后-7℃下通风冷冻干燥至含水率为30％，然后粉碎，并经80目过筛得海带粉末；(2)将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；(3)将粗生物炭置于0.6mol/L的盐酸溶液中浸泡75min，浸泡温度为27℃，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。其中隔氧煅烧炭化优选包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为80mL/min，加热马弗炉至270℃，升温速率7℃/min，保持4.5h，然后调节CO2流量为240mL/min，升温至550℃，升温速率为2℃/min，保持2.5h。
吸附剂优选的制备过程如下：(1)向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，然后调节pH值至3，得到浓度为2g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.04g/L，优选的磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸钠；(2)向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物炭0.4g/L，浸泡温度为27℃，浸泡时间3.5h，搅拌速度80r/min；(3)通风干燥浸泡后的生物炭，再置于隔氧的马弗炉中烧结3次，烧结温度240℃，烧结时间2.5h。
上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用，其中石油污染物优选包括对二甲苯、稠环芳烃。
实施例3
一种由海带为主料制备的吸附剂，由以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
其中生物炭优选通过以下过程制备而成：(1)将海带表面洗净后在45℃的水中浸泡1～3天，然后-7℃下通风冷冻干燥至含水率为32％，然后粉碎，并经100目过筛得海带粉末；(2)将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；(3)将粗生物炭置于0.7mol/L的盐酸溶液中浸泡75min，浸泡温度为29℃，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。其中隔氧煅烧炭化优选包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为100mL/min，加热马弗炉至340℃，升温速率6.5/min，保持4.5h，然后调节CO2流量为260mL/min，升温至600℃，升温速率为2℃/min，保持2.5h。
吸附剂优选的制备过程如下：(1)向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，然后调节pH值至3，得到浓度为4g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.05g/L，优选的选磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸钾；(2)向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物0.6g/L，浸泡温度为29℃，浸泡时间3.5h，搅拌速度80r/min；(3)通风干燥浸泡后的生物炭，再置于隔氧的马弗炉中烧结4次，烧结温度260℃，烧结时间2.5h。
上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用，其中石油污染物优选包括对二甲苯、稠环芳烃。
实施例4
一种由海带为主料制备的吸附剂，由以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
其中生物炭优选通过以下过程制备而成：(1)将海带表面洗净后在45℃的水中浸泡2天，然后-6℃下通风冷冻干燥至含水率为34％，然后粉碎，并经120目过筛得海带粉末；(2)将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；(3)将粗生物炭置于0.9mol/L的盐酸溶液中浸泡80min，浸泡温度为31℃，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。其中隔氧煅烧炭化优选包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为120mL/min，加热马弗炉至410℃，升温速率7℃/min，保持5h，然后调节CO2流量为280mL/min，升温至650℃，升温速率为2℃/min，保持2.5h。
吸附剂优选的制备过程如下：(1)向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，然后调节pH值至3，得到浓度为6g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.06g/L，优选的选磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸铯；(2)向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物炭0.7g/L，浸泡温度为30℃，浸泡时间4h，搅拌速度90r/min；(3)通风干燥浸泡后的生物炭，再置于隔氧的马弗炉中烧结5次，烧结温度280℃，烧结时间2.5h。
上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用，其中石油污染物优选包括对二甲苯、稠环芳烃。
实施例5
一种由海带为主料制备的吸附剂，由以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
其中生物炭优选通过以下过程制备而成：(1)将海带表面洗净后在50℃的水中浸泡3天，然后-5℃下通风冷冻干燥至含水率为36％，然后粉碎，并经160目过筛得海带粉末；(2)将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；(3)将粗生物炭置于1.2mol/L的盐酸溶液中浸泡90min，浸泡温度为32℃，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。其中隔氧煅烧炭化优选包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为160mL/min，加热马弗炉至480℃，升温速率8℃/min，保持6h，然后调节CO2流量为300mL/min，升温至700℃，升温速率为3℃/min，保持3h。
吸附剂优选的制备过程如下：(1)向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，调节pH值至4，得到浓度为7g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.08g/L，优选的磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸钠；(2)向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物炭0.9g/L，浸泡温度为32℃，浸泡时间5h，搅拌速度100r/min；(3)通风干燥浸泡后的生物炭，再置于隔氧的马弗炉中烧结5次，烧结温度300℃，烧结时间3h。
上述由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用，其中石油污染物优选包括对二甲苯、稠环芳烃。
性能测试
配制石油与水的混合液6份，石油的总浓度为1g/L，调节对二甲苯、稠环芳烃的浓度分别为50mg/L，各取1L的上述溶液，向其中5份中分别加入上述实施例1～5中的吸附剂10mg，并分别标记为试验组1、2、3、4、5，余下的标记为对比组，然后保持混合水溶液25℃，搅拌吸附120min，搅拌速率为100r/min，测试各石油与水的混合液中石油的总量、以及剩余对二甲苯、稠环芳烃的浓度，计算脱除率，结果如表1所示。
项目 石油脱除率/％ 对二甲苯脱除率/％ 稠环芳烃脱除率/％
试验组1 72.3 831 66.8
试验组2 76.1 87.3 69.7
试验组3 78.8 88.2 63.7
试验组4 81.7 85.9 69.2
试验组5 77.5 84.2 64.7
对比组 2.1 0.82 0.15
从上表可以看出，本发明的吸附剂对石油有较高的脱除率，对稠环芳烃、对二甲苯的脱除率高，脱除效果好。

Claims (8)

1.一种由海带为主料制备的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂经以海带为主料煅烧制成生物炭，然后负载磷钨酸的可溶性金属盐而成。
2.根据权利要求1所述的由海带为主料制备的吸附剂，其特征在于，所述生物炭通过以下过程制备而成：（1）将海带表面洗净后在40～50℃的水中浸泡1～3天，然后-10～-5℃下通风冷冻干燥至含水率为28%～36%，然后粉碎，并经60～160目过筛得海带粉末；（2）将海带粉末经隔氧煅烧炭化，然后自然冷却得到粗生物炭；（3）将粗生物炭置于盐酸溶液中浸泡，然后依次通过乙醇、去离子水冲洗并通风干燥得到生物炭。
3.根据权利要求2所述的由海带为主料制备的吸附剂，其特征在于，步骤（2）中隔氧煅烧炭化包括以下步骤：a.将海带粉末置于马弗炉中并持续通入CO2隔绝空气；b.调节CO2流量为60～160 mL/min，加热马弗炉至200～480℃，升温速率5～8℃/min，保持3～6h，然后调节CO2流量为200～300mL/min，升温至500～700℃，升温速率为1～3℃/min，保持2～3h。
4.根据权利要求2所述的由海带为主料制备的吸附剂，其特征在于，步骤（3）中盐酸溶液的浓度为0.3～1.2 mol/L，浸泡温度为25～32℃，浸泡时间60～90min。
5.根据权利要求1所述的由海带为主料制备的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂经以下过程制备而成：（1）向水中加入磷钨酸的可溶性金属盐、水玻璃，然后调节pH值至2～4，得到浓度为1～7g/L的磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液，水玻璃的浓度为0.02～0.08g/L；（2）向磷钨酸的可溶性金属盐的水溶液中加入由海带隔氧煅烧制备的生物炭0.2～0.9g/L，浸泡温度为25～32℃，浸泡时间2～5h，搅拌速度60～100r/min；（3）通风干燥浸泡后的生物炭，然后置于隔氧的马弗炉中烧结2～5次，烧结温度220～300℃，烧结时间2～3h。
6.根据权利要求5所述的由海带为主料制备的吸附剂，其特征在于，所述磷钨酸的可溶性金属盐为磷钨酸锂、磷钨酸钠、磷钨酸钾或磷钨酸铯中的一种。
7.如权利要求1至6任一所述的由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用。
8.根据权利要求7所述的由海带为主料制备的吸附剂在处理石油污染物方面的应用，其特征在于，所述石油污染物包括对二甲苯、稠环芳烃。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110961087A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 浙江海洋大学 一种px吸附剂及其制备方法
CN112029386A (zh) * 2020-09-09 2020-12-04 太仓康源化建医药有限公司 一种水性涂料及其制备方法
CN112169761A (zh) * 2020-10-21 2021-01-05 江苏中烟工业有限责任公司 一种用于吸附甲基蓝的烟花生物炭材料吸附剂的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3639399A (en) * 1998-04-13 1999-11-01 Emory University Methods for removing a contaminant by a polyoxometalate-modified fabric or polyoxometalate-modified cellulosic fiber and fabrics thereof
WO2004056474A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-08 Showa Denko K. K. Heteropolyacid and/or its salt supported catalyst, production process of the catalyst and production process of compound using the catalyst
KR20120021899A (ko) * 2010-08-20 2012-03-09 한국화학연구원 다공성 유무기 혼성체, 그의 제조 방법, 그를 포함하는 흡착제 및 그의 응용
CN104084124A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 中国地质大学（北京） 一种石油类有机污染物生物碳质吸附剂及其制备方法和应用
CN105709838A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中国石油化工股份有限公司 一种杂多酸铵型催化剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3639399A (en) * 1998-04-13 1999-11-01 Emory University Methods for removing a contaminant by a polyoxometalate-modified fabric or polyoxometalate-modified cellulosic fiber and fabrics thereof
WO2004056474A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-08 Showa Denko K. K. Heteropolyacid and/or its salt supported catalyst, production process of the catalyst and production process of compound using the catalyst
KR20120021899A (ko) * 2010-08-20 2012-03-09 한국화학연구원 다공성 유무기 혼성체, 그의 제조 방법, 그를 포함하는 흡착제 및 그의 응용
CN104084124A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 中国地质大学（北京） 一种石油类有机污染物生物碳质吸附剂及其制备方法和应用
CN105709838A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 中国石油化工股份有限公司 一种杂多酸铵型催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABHA SHARMA ET AL: ""Polyoxometalate impregnated carbon systems for the in situ degradation of sulphur mustard"", 《CARBON》 *
李敏等: ""慢速热解条件下生物炭理化特性分析"", 《农机化研究》 *
甘慧慧等: ""海藻活性炭及其铁改性Fenton体系去除水中抗生素的研究"", 《功能材料》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110961087A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 浙江海洋大学 一种px吸附剂及其制备方法
CN112029386A (zh) * 2020-09-09 2020-12-04 太仓康源化建医药有限公司 一种水性涂料及其制备方法
CN112169761A (zh) * 2020-10-21 2021-01-05 江苏中烟工业有限责任公司 一种用于吸附甲基蓝的烟花生物炭材料吸附剂的制备方法
CN112169761B (zh) * 2020-10-21 2023-08-22 江苏中烟工业有限责任公司 一种用于吸附甲基蓝的烟花生物炭材料吸附剂的制备方法

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