CN108579682A - 一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于水净化的技术领域，公开了一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料及其制备方法与应用。方法为(1)采用酸将阳离子树脂进行处理，获得预处理的树脂；所述阳离子树脂为强酸性阳离子树脂；(2)将柠檬酸铁FeC6H5O7溶于乙醇水溶液中，得到FeC6H5O7混合溶液；将预处理的树脂与FeC6H5O7混合溶液混合，调节pH，搅拌反应，老化，后续处理，得到羟基铁改性阳离子树脂复合材料。本发明所得的复合材料在有效提升树脂吸附重金属能力的同时，具有可同步去除阴阳重金属离子、容易再生的优点，可用于饮用水中同步去除阴阳重金属离子。本发明的方法简单、可操作性强、再生性好，易于实现大规模工业化生产。

Description

一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于水净化的技术领域，具体涉及一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着工矿业和养殖业的快速发展，大量矿山废水、含重金属工业废水和养殖废水排入地表水体，饮用水源重金属污染程度日益严重。重金属作为一类不可降解的污染物，在环境中持续存在，并通过生物放大和食物链传递作用在生物和人体内富集，对人类健康和生态平衡构成潜在威胁。因此，急需行之有效且环境友好的技术来解决饮用水源重金属污染问题。
目前，饮用水净化技术主要有混凝沉淀、电渗析、膜分离和离子交换等。这些方法虽然能有效去除饮用水中的重金属，但也存在一定局限性，譬如混凝沉淀法污泥处理成本高、易产生二次污染；电渗析法和膜分离法运行成本高、抗冲击能力差；离子交换法只能去除单一的污染物。相较而言，吸附法因其具有操作简单、运行成本低的优势，成为有效去除饮用水重金属的首选技术。
在众多吸附剂中，离子交换树脂因其比表面积大，机械强度高，吸附容量大等优势，被广泛应用于饮用水净化。研究结果发现，离子交换树脂骨架上所带的官能团，可与阴阳重金属离子进行离子交换吸附，从而实现对重金属的高效去除，但也存在一定问题：(1)离子交换树脂受自身电荷限制，无法同步去除水中的阳性和阴性重金属离子；(2)离子交换树脂与重金属离子结合能力强，需要强酸或强碱再生，在破坏树脂结构的同时，容易引起出水pH波动并影响口感。这在很大程度上限制了离子交换树脂在饮用水处理领域的应用。因此，对离子交换树脂进行改性成为饮用水净化材料发展的新方向。
羟基铁是自然界中广泛存在的一种活性矿物，具有稳定的化学性质和较高的比表面积。羟基铁虽然可以吸附重金属，但它在水体中容易团聚而使其活性急剧下降，且与重金属离子反应后的羟基铁颗粒难以从溶液中分离。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法。本发明以大孔强酸性阳离子树脂为载体，通过简单的浸渍、调碱和老化，制备出纳米羟基铁改性阳离子树脂复合材料，该复合材料对饮用水中的重金属表现出良好的吸附和再生性能，能够同步去除水中阴、阳重金属离子如Cr(VI)和Cd(II)且易于再生。
本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的羟基铁改性阳离子树脂复合材料。该复合材料通过负载纳米羟基铁，在提高树脂吸附重金属能力的基础上，赋予阳离子树脂同步去除阳性和阴性重金属离子如Cd(II)和Cr(VI)的新特性，有效解决现有阳离子树脂吸附重金属离子的单一性及难再生的问题。本发明通过羟基铁修饰改性阳离子树脂，将羟基铁接枝到树脂的磺酸基部位而使其均匀分布于阳离子树脂的表面，此复合材料既解决羟基铁容易团聚和使用后难以分离的问题，又借助羟基铁提高阳离子树脂吸附重金属的能力，实现阴性和阳性重金属离子同步去除，同时提高阳离子树脂的使用寿命。
本发明的再一目的在于提供上述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的应用。所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料在去除重金属离子中的应用，特别是在选择性同步去除水中阴、阳重金属离子中的应用。所述重金属离子优选为As(V),Cr(VI),Cd(II),Pb(II),Ni(II)等离子，更优选为Cr(VI)和/或Cd(II)。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用酸将阳离子树脂进行处理，获得预处理的树脂；所述阳离子树脂为强酸性阳离子树脂，优选为含有磺酸基的强酸性阳离子树脂；
(2)将FeC6H5O7(柠檬酸铁)溶于乙醇水溶液中，得到FeC6H5O7混合溶液；将预处理的树脂与FeC6H5O7混合溶液混合，调节pH，搅拌反应，老化，后续处理，得到羟基铁改性阳离子树脂复合材料。
步骤(1)中所述酸为盐酸、稀硫酸、稀硝酸或醋酸，优选为盐酸；步骤(1)中所述阳离子树脂更优选为大孔强酸性阳离子树脂D001，质量全交换容量≥4.35mmol/g。
步骤(1)中所述酸的浓度为0.1～1mol/L。
步骤(1)中所述处理的时间为12～24h；所述处理是指采用酸浸泡。
步骤(1)中酸处理后的树脂，需采用水进行洗涤，然后烘干；所述烘干的温度为40～50℃。
步骤(2)中所述FeC6H5O7混合溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；
步骤(2)中所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为30～50％；
步骤(2)中所述预处理的树脂与FeC6H5O7混合溶液的质量体积比为2g：(20～100)mL。
步骤(2)中所述pH为6.5～7.5，优选为7.0；步骤(2)中所述调节是指用HCl溶液或NaOH溶液进行调节。
步骤(2)中所述搅拌反应为室温搅拌反应，搅拌反应的时间为12～24h。
步骤(2)中所述老化的温度为50～70℃；老化的时间为12～48h。
步骤(2)中所述后续处理是指老化完成后过滤，洗涤，烘干，得到产物。
所述洗涤是指用水洗涤至中性；所述烘干的温度为50～70℃。
所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料通过上述方法制备得到。
所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料在在去除水中重金属离子中的应用。
所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料特别是在同步去除水中阴阳重金属离子中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明能够有效地利用羟基铁对阳离子树脂进行修饰改性，制备得到羟基铁改性阳离子树脂复合材料；经过羟基铁改性的阳离子树脂复合材料因羟基铁表面的羟基和铁氧基对阴阳重金属离子的吸附特性，该复合材料在有效提升树脂对重金属阳离子(如：Cd(II))吸附能力的同时，对重金属阴离子(如：Cr(VI))也展现出良好的吸附性能；其在同步去除阴阳重金属离子(如：Cr(VI)和Cd(II))中表现出良好的吸附性能和再生性能，从而提升阳离子树脂在饮用水处理领域的效能，提高了树脂的使用寿命，且保证饮用水安全；
(2)本发明制备羟基铁改性阳离子树脂复合材料的方法简单、对生产设备及工艺要求低、可操作性强、再生性好，易于实现大规模工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料的扫描电镜(SEM)图；
图2为实施例1制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对六价铬离子和二价镉离子的等温吸附线图；
图3为实施例1制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料吸附六价铬离子和二价镉离子的再生性能图；
图4为实施例2制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料的扫描电镜(SEM)图；
图5为实施例2制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对六价铬离子和二价镉离子的等温吸附线图；
图6为实施例2制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料吸附六价铬离子和二价镉离子的再生性能图；
图7为实施例3制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料的扫描电镜(SEM)图；
图8为实施例3制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对六价铬离子和二价镉离子的等温吸附线图；
图9为实施例3制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料吸附六价铬离子和二价镉离子的再生性能图。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但本发明的保护范围和实施方式不限于此。
实施例1
一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)取25g阳离子树脂(大孔强酸性阳离子交换树脂(D001)，购自河北耀阳化工有限公司)加入100mL浓度为0.1mol/L的HCl溶液中，浸泡12h后将其过滤，然后用去离子水洗涤以去除残留的酸和杂质，在40℃条件下烘干，得到预处理的阳离子树脂，备用；
(2)将1.21g FeC6H5O7溶于浓度为30％乙醇水溶液中，得到浓度为0.18mol/L的FeC6H5O7混合溶液；称取2g预处理的阳离子树脂加入到20mL的FeC6H5O7混合溶液中，得到树脂与Fe(III)的固液混合物；用浓度均为0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节混合物pH值为7；随后将固液混合物在室温条件下用磁力搅拌器慢速搅拌(搅拌的转速为100～300rpm)反应12h，放置于50℃烘箱中老化12h；
(3)将步骤(2)老化后的固体过滤分离，经去离子水洗涤至中性后，于50℃下烘焙12h，得到所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料的扫描电镜(SEM)图如图1所示。由图1中可以看出，羟基铁颗粒以20～150nm的粒径均匀分布在阳离子树脂的表面。
为了比较改性前后的阳离子树脂对Cr(VI)和Cd(II)的吸附效果以及再生性能，进行了以下静态吸附实验和脱附再生实验。
配制浓度为0～300mg/L的Cr(VI)和Cd(II)混合溶液，分别称量0.1g未改性阳离子树脂和改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)加入到含100mL混合溶液的容器中，在室温下以80r/min的转速振荡720min以达到吸附平衡，取样并经0.45μm滤膜过滤后，采用北京海光GGX-600火焰原子吸收仪和上海元析UV-5200紫外分光光度计分别测定溶液中Cd(II)和Cr(VI)的浓度。
将吸附饱和后的树脂过滤、洗涤，加入浓度为0.1mol/L的CH3COOH，缓慢搅拌5h后滤出树脂，用去离子水洗至近中性，随后加入100mL浓度为10mg/L的Cr(VI)和Cd(II)混合溶液。测定脱附后的树脂对Cr(VI)和Cd(Ⅱ)的再吸附效果。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对六价铬离子和二价镉离子的等温吸附线如图2所示。从图2中可以看出，羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)对六价铬离子(nFeOOH@D001-Cr)和二价镉离子(nFeOOH@D001-Cd)的最大吸附容量分别为4.81mg/g和206.9mg/g，而未改性的阳离子树脂对二者(DOO1-Cd，DOO1-Cr)的最大吸附容量只有0.43mg/g和201.3mg/g。该结果表明，改性后的阳离子树脂不仅提升了原树脂对二价镉离子的去除能力，同时对六价铬离子表现出良好的吸附性能，而且可同步去除两者。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对Cr(VI)(图中nFeOOH@D001-Cr)和Cd(II)(图中nFeOOH@D001-Cd)的脱附再生性能如图3所示。从图3中可以看出，随着脱附次数的增加，羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)对Cr(VI)和Cd(II)的吸附效果并没有明显下降，在脱附5次后对六价铬离子和二价镉离子仍具有56％和13％的去除率，相比于第一次使用的62.5％和17％，其吸附效果仅下降了6.5％和4％。可见该复合材料易于用醋酸再生，且具有较好的稳定性和脱附再生性能。
实施例2
一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)取25g阳离子树脂(大孔强酸性阳离子交换树脂(D001)，购自河北耀阳化工有限公司)投加到100mL浓度为0.1mol/L的HCl溶液中，浸泡24h后将其过滤，然后用去离子水洗涤以去除残留的酸和杂质，在45℃条件下烘干，得到预处理的阳离子树脂，备用；
(2)将3.02g FeC6H5O7溶于浓度为30％乙醇水溶液中，得到浓度为0.18mol/L的FeC6H5O7混合溶液；称取2g预处理后树脂加入到50mL的FeC6H5O7混合溶液中，得到树脂与Fe(III)的固液混合物；用浓度均为0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节混合物pH值为7；随后将固液混合物在室温条件下用磁力搅拌器慢速搅拌(搅拌的转速为100～300rpm)反应12h，放置于60℃烘箱中老化24h；
(3)将步骤(2)老化后的固体过滤分离，经去离子水洗涤至中性后，于60℃下烘焙10h，得到所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料的扫描电镜(SEM)图如图4所示。由图4中可以看出，羟基铁颗粒以20～150nm的粒径均匀分布在阳离子树脂的表面。
为了比较改性前后的阳离子树脂对Cr(VI)和Cd(II)的吸附效果以及再生性能，进行了以下静态吸附实验和脱附再生实验。
配制浓度为0～300mg/L的Cr(VI)和Cd(II)混合溶液，分别称量0.1g未改性阳离子树脂和改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)加入到含100mL混合溶液的锥形瓶中，在室温下以80r/min的转速振荡720min以达到吸附平衡，用针筒取样并经0.45μm滤膜过滤后，采用北京海光GGX-600火焰原子吸收仪和上海元析UV-5200紫外分光光度计分别测定溶液中Cd(II)和Cr(VI)的浓度。
将吸附饱和后的树脂过滤、洗涤，加入浓度为0.1mol/L的CH3COOH，缓慢搅拌5h后滤出树脂，用去离子水洗至近中性，随后加入100mL浓度为10mg/L的Cr(VI)和Cd(II)混合溶液。测定脱附后的树脂对Cr(VI)和Cd(Ⅱ)的再吸附效果。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对六价铬离子和二价镉离子的等温吸附线如图5所示。从图5中可以看出，羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)对六价铬离子和二价镉离子的最大吸附容量分别为7.43mg/g和281.7mg/g，而未改性的阳离子树脂(D001)对二者的最大吸附容量只有0.85mg/g和262.5mg/g。该结果表明，改性后的阳离子树脂不仅提升了原树脂对二价镉离子的去除能力，同时对六价铬离子表现出良好的吸附性能，而且可同步去除两者。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对Cr(VI)和Cd(II)的脱附再生性能如图6所示。从图6中可以看出，随着脱附次数的增加，羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)对Cr(VI)和Cd(II)的吸附效果并没有明显下降，在脱附5次后对六价铬离子和二价镉离子仍具有68％和20％的去除率，相比于第一次使用的77.5％和25％，其吸附效果仅下降了8.5％和5％。可见该复合材料易于用醋酸再生，且具有较好的稳定性和脱附再生性能。
实施例3
一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)的制备，具体包括如下步骤：
(1)取25g阳离子树脂(大孔强酸性阳离子交换树脂(D001)，购自河北耀阳化工有限公司)投加到100mL浓度为0.1mol/L的HCl溶液中，浸泡24h后将其过滤，然后用去离子水洗涤以去除残留的酸和杂质，在45℃条件下烘干，得到预处理的阳离子树脂，备用；
(2)将6.03g FeC6H5O7溶于浓度为30％乙醇水溶液中，得到浓度为0.18mol/L的FeC6H5O7混合溶液；称取2g预处理后树脂加入到100mL的FeC6H5O7混合溶液中，得到树脂与Fe(III)的固液混合物；用浓度均为0.1mol/L的HCl溶液或NaOH溶液调节混合物pH值为7；随后将固液混合物在室温条件下用磁力搅拌器下慢速搅拌(搅拌的转速为100～300rpm)反应12h，放置于70℃烘箱中老化24h；
(3)将步骤(2)老化后的固体过滤分离，经去离子水洗涤至中性后，于70℃下烘焙12h，得到所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料的扫描电镜(SEM)图如图7所示。由图7中可以看出，羟基铁颗粒以20～150nm的粒径均匀分布在阳离子树脂的表面。
为了比较改性前后的阳离子树脂对Cr(VI)和Cd(II)的吸附效果以及再生性能，进行了以下静态吸附实验和脱附再生实验。
配制浓度为0～300mg/L的Cr(VI)和Cd(II)混合溶液，分别称量0.1g未改性阳离子树脂和改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)加入到含100mL混合溶液的锥形瓶中，在室温下以80r/min的转速振荡720min以达到吸附平衡，用针筒取样并经0.45μm滤膜过滤后，采用北京海光GGX-600火焰原子吸收仪和上海元析UV-5200紫外分光光度计分别测定溶液中Cd(II)和Cr(VI)的浓度。
将吸附饱和后的树脂过滤、洗涤，加入浓度为0.1mol/L的CH3COOH，缓慢搅拌5h后滤出树脂，用去离子水洗至近中性，随后加入100mL浓度为10mg/L的Cr(VI)和Cd(II)混合溶液。测定脱附后的树脂对Cr(VI)和Cd(Ⅱ)的再吸附效果。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对六价铬离子和二价镉离子的等温吸附线如图8所示。从图8中可以看出，羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)对六价铬离子和二价镉离子的最大吸附容量分别为5.25mg/g和248.9mg/g，而未改性的阳离子树脂(D001)对二者的最大吸附容量只有0.64mg/g和211.3mg/g。该结果表明，改性后的阳离子树脂不仅提升了原树脂对二价镉离子的去除能力，同时对六价铬离子表现出良好的吸附性能，而且可同步去除两者。
本实施例制备的羟基铁改性阳离子树脂复合材料对Cr(VI)和Cd(II)的脱附再生性能如图9所示。从图9中可以看出，随着脱附次数的增加，羟基铁改性阳离子树脂复合材料(nFeOOH@D001)对Cr(VI)和Cd(II)的吸附效果并没有明显下降，在脱附5次后对六价铬离子和二价镉离子仍具有65.1％和15.8％的去除率，相比于第一次使用的72.2％和20％，其吸附效果仅下降了7.1％和4.2％。可见该复合材料易于用醋酸再生，且具有较好的稳定性和脱附再生性能。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质与原理下所作的任何改变、替换、组合、简化、修饰等，均应为等效的置换方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)采用酸将阳离子树脂进行处理，获得预处理的树脂；所述阳离子树脂为强酸性阳离子树脂；
(2)将柠檬酸铁FeC6H5O7溶于乙醇水溶液中，得到FeC6H5O7混合溶液；将预处理的树脂与FeC6H5O7混合溶液混合，调节pH，搅拌反应，老化，后续处理，得到羟基铁改性阳离子树脂复合材料。
2.根据权利要求1所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述阳离子树脂为含有磺酸基的强酸性阳离子树脂。
3.根据权利要求1所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述pH为6.5～7.5；
步骤(2)中所述FeC6H5O7混合溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；
步骤(2)中所述乙醇水溶液中乙醇的体积分数为30～50％。
4.根据权利要求1所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述老化的温度为50～70℃；老化的时间为12～48h；
步骤(2)中所述搅拌反应为室温搅拌反应，搅拌反应的时间为12～24h。
5.根据权利要求1所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述酸为盐酸、稀硫酸、稀硝酸或醋酸；
步骤(1)中所述酸的浓度为0.1～1mol/L；
步骤(1)中所述处理是指采用酸浸泡。
6.根据权利要求1所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述处理的时间为12～24h；步骤(1)中酸处理后的树脂，需采用水进行洗涤，然后烘干；
步骤(2)中所述预处理的树脂与FeC6H5O7混合溶液的质量体积比为2g：(20～100)mL；
步骤(2)中所述后续处理是指老化完成后过滤，洗涤，烘干，得到产物。
7.根据权利要求6所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述洗涤是指用水洗涤至中性；所述烘干的温度为50～70℃。
8.一种由权利要求1～7任一项所述制备方法得到的羟基铁改性阳离子树脂复合材料。
9.根据权利要求8所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料在在去除水中重金属离子中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述羟基铁改性阳离子树脂复合材料用于同步去除水中阴阳重金属离子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109967134A (zh) * 2019-03-14 2019-07-05 华南理工大学 一种纳米羟基氧化铁改性阴离子树脂复合材料及其制备方法与应用
CN110586054A (zh) * 2019-08-23 2019-12-20 魏旭榕 用于去除重金属的吸附剂及其应用
CN114130374A (zh) * 2021-11-04 2022-03-04 华南理工大学 一种磁性羧基化共价有机骨架材料作为磁性固相萃取吸附剂的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101829603A (zh) * 2010-04-20 2010-09-15 华东师范大学 负载β-羟基氧化铁树脂的制备方法及其在光催化中的应用
CN102503030A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 中国矿业大学(北京) 重金属废水处理系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101829603A (zh) * 2010-04-20 2010-09-15 华东师范大学 负载β-羟基氧化铁树脂的制备方法及其在光催化中的应用
CN102503030A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 中国矿业大学(北京) 重金属废水处理系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴世娇: "介孔多晶型FeOOH和树脂负载FeOOH去除Cr(Ⅵ)废水的效能和机理研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
熊慧欣 等: "不同晶型羟基氧化铁(FeOOH)的形成及其在吸附去除Cr(Ⅵ )上的作用", 《岩石矿物学杂质》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109967134A (zh) * 2019-03-14 2019-07-05 华南理工大学 一种纳米羟基氧化铁改性阴离子树脂复合材料及其制备方法与应用
CN110586054A (zh) * 2019-08-23 2019-12-20 魏旭榕 用于去除重金属的吸附剂及其应用
CN110586054B (zh) * 2019-08-23 2021-05-14 南昌三星化工实业有限公司 用于去除重金属的吸附剂及其应用
CN114130374A (zh) * 2021-11-04 2022-03-04 华南理工大学 一种磁性羧基化共价有机骨架材料作为磁性固相萃取吸附剂的应用

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