CN108854976B - 用于含铀废水中铀的吸附剂与含铀废水的吸附方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。本申请还提供了一种含铀废水中铀的吸附方法，包括：将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附；所述吸附剂包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。本申请还提供了杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法。本发明以备杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯作为含铀废水中铀的吸附剂，其对低浓度中铀的吸附能力、选择性和吸附效果优异。

Description

用于含铀废水中铀的吸附剂与含铀废水的吸附方法
技术领域
本发明涉及铀污染水体的吸附处理技术领域，尤其涉及用于含铀废水中铀的吸附剂与含铀废水的吸附方法。
背景技术
核电是一种清洁能源。截止2017年底，全世界有31个国家运行有445座商业核电站，另有150多座核电站待建；我国目前有33台核电机组在运行， 28台核电机组在建，在整个电力结构中占比仅为3.56％，预计到2020 年，核电发电量将达到60MKW·h，占总发电量的8％左右。核能已经成为新能源开发的重要组成部分。铀是核工业的重要燃料，由于其放射性高、半衰期长、强毒性和潜在的致癌性，可对环境与生物体造成较大危害，属于环境中的高风险污染物。铀采冶、铀浓缩、核燃料后处理等过程中都会产生大量含铀废水。因此，研究高效、经济、环保的方法处理含铀废水对于保护生态环境和人类健康都具有重大意义。
目前，铀的提取方法主要包括溶剂萃取法、共沉淀法、离子交换法、电渗析法、吸附法和纳滤法等。其中，吸附法由于成本低廉、工艺简单和适用范围广而被广泛采用；吸附法研究的重点是开发高效吸附剂，使其具备成本低、吸附容量高、吸附速率快、选择性好以及机械与化学性能稳定等优点。碳纳米材料如活性炭、氧化石墨烯、生物炭、含碳纳米管和含碳纳米纤维等由于比表面积大、表面有丰富的官能团和化学性能稳定等优点在吸附领域得到了广泛应用，但这些材料单独使用时对铀的选择性不高、吸附效果并不理想。因此，碳纳米材料进行功能化改性以制备得到高效吸附剂，对处理含铀工业废水具有重要意义。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种用于含铀废水中铀的吸附剂，该吸附剂对铀的选择性高，且吸附效果好。
有鉴于此，本申请提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
本申请还提供了一种含铀废水中铀的吸附方法，包括：
将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附；所述吸附剂包括杯[6] 芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
优选的，所述铀的吸附在震荡条件下进行，所述震荡的温度为 30～40℃，时间为0～420min。
优选的，所述含铀废水的pH值为3～9。
优选的，所述含铀废水与吸附剂的比例为1L：(0.1～0.5)g；所述含铀废水的浓度为1～6mg/L。
本申请还提供了一种杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法，包括：
将磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃在溶剂中在碱性条件下进行酯化反应，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯。
优选的，所述磁性氧化石墨烯是由氧化石墨烯与FeCl3经过共沉淀法制备得到。
优选的，所述磁性氧化石墨烯的制备具体为：
将氧化石墨烯、FeCl3·6H2O、醋酸钠与乙二醇混合，然后于高压反应釜中反应。
优选的，所述磁性氧化石墨烯与所述杯[6]芳烃的质量比为1： (3～5)。
优选的，所述碱性条件是氨水和水合肼的混合溶液。
本申请提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，该吸附剂包括杯 [6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。本申请提供的吸附剂利用杯[6]芳烃下沿酚羟基上的氧原子提供孤对电子与UO2 2+的中心原子铀的空轨道键合，发生配合反应从而更好的与UO2 2+结合，由此，使得吸附剂对铀的吸附能力更强、选择性更高、吸附效果更好。
附图说明
图1为磁性氧化石墨烯和本发明实施例1制备的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯在不同pH条件下吸附低浓度铀的效果对比曲线图；
图2为磁性氧化石墨烯和本发明实施例1制备的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯在不同吸附时间内吸附低浓度铀的效果对比曲线图；
图3为磁性氧化石墨烯和本发明实施例1制备的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯在不同初始铀浓度下吸附低浓度铀的效果对比曲线图；
图4为磁性氧化石墨烯和本发明实施例1制备的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯在不同温度下吸附低浓度铀的效果对比曲线图；
图5为磁性氧化石墨烯和本发明实施例1制备的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯在不同投加量的条件下吸附水体中低浓度铀的效果对比曲线图；
图6为磁性氧化石墨烯和本发明实施例1制备的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯在多种金属离子共存的情况下对铀和其他金属离子吸附效果对比曲线图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
针对现有技术中的吸附材料对铀选择性不高，吸附效果不理想的问题，本发明提供了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，该吸附剂将氧化石墨烯赋予磁性，使其作为载体，再用杯[6]芳烃对磁性氧化石墨烯进行修饰，使得到的吸附剂具有吸附容量大、选择性高、吸附速度快、机械强度大以及成本低的特点。本发明实施例公开了一种用于含铀废水中铀的吸附剂，包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6] 芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
本申请还提供了一种杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法，包括：
将磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃在溶剂中在碱性条件下进行酯化反应，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯。
本发明利用杯[6]芳烃对磁性氧化石墨烯的修饰，通过磁性氧化石墨烯上的羧基与杯[6]芳烃下沿的酚羟基发生酯化反应形成酯基键，由此将杯[6]芳烃接枝到磁性氧化石墨上，从而达到修饰的目的。利用杯 [6]芳烃修饰磁性氧化石墨烯，可减少磁性氧化石墨烯的聚集，同时利用氧化石墨烯具有的比表面积大、表面含氧官能团丰富，化学性能稳定和机械性能稳定等特点以及杯[6]芳烃对铀具有选择性吸附性能，由此实现了杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯对铀的高选择性与吸附性能。
具体的，在制备杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的过程中，首先准备了磁性氧化石墨烯，其是由氧化石墨烯与FeCl3经过共沉淀法制备得到，具体的：
将氧化石墨烯与FeCl3·6H2O、醋酸钠加入至乙二醇中，在高温高压条件下反应。
为了使氧化石墨烯均匀分散于乙二醇中，以减少氧化石墨烯的聚集，在具体实施例中，氧化石墨烯先与乙二醇混合，并超声处理1～2h。
上述高温高压反应具体是在高压反应釜中进行，所述反应的温度为200～300℃，所述反应的时间为8～10h。
在得到磁性氧化石墨烯之后，则将其与杯[6]芳烃在溶剂中在碱性条件下进行酯化反应，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯。
在上述过程中，所述溶剂为本领域技术人员熟知的有机溶剂，对此本申请没有特别的限制，在具体实施例中，所述溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺；所述碱性环境具体是氨水和水合肼的混合溶液。为了使磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃混合均匀，充分接触，所述磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃混合与反应的过程中均在搅拌下进行。
所述磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃的质量比为1：(3～5)，在具体实施例中，所述磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃的质量比为1:4。上述制备磁性氧化石墨烯修饰杯[6]芳烃的过程具体为：
将N，N-二甲基甲酰胺、磁性氧化石墨烯和杯[6]芳烃混合，室温下搅拌5～6h；然后加入氨水与水合肼，升温至75～100℃后搅拌7～8h，然后静置2～3h。
在上述过程中，磁性氧化石墨烯上的羧基与杯[6]芳烃下沿的酚羟基发生酯化反应，形成的酯基键将杯[6]芳烃接枝到磁性氧化石墨烯上，从而达到修饰的目的。
本申请还提供了一种含铀废水中铀的吸附方法，该吸附方法利用上述吸附剂实现了含铀废水中铀的吸附，所述含铀废水中铀的吸附方法具体为：
将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附；所述吸附剂包括杯[6] 芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
在上述过程中，所述含铀废水的pH值为3～9，当pH值为6时，吸附效果最佳。所述含铀废水与吸附剂的比例为1L:(0.1～0.5)g；最佳比例为1L：0.3g。本申请对所述含铀废水的来源没有特别的限制，为本领域技术人员熟知的即可。上述吸附在震荡条件下进行，所述震荡的时间为0～420min；在具体实施例中，最佳吸附时间为240min，震荡的温度为30℃。
在上述对含铀废水中铀的吸附过程中，最后利用外加磁场，将吸附剂和溶液分离，完成对含铀废水中铀的吸附。
采用本发明提供的杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备及其吸附低浓度铀的方法，与采用磁性氧化石墨烯吸附低浓度铀相比，本发明专利技术具有以下优势：
(1)本发明提供的吸附方法，在最佳pH条件下，对低浓度铀的吸附率更高，pH值在3～6范围时，随着pH值的增大，铀的吸附率增加，而当pH值在6～9的范围时，随着pH值的增加，吸附率有所降低，如图1所示；
(2)本发明提供的吸附方法，在相同的时间内，对低浓度铀的吸附率更高，且在0～60min内，随着时间的延长，吸附率显著增加，在60～240min内，随着时间的延长，吸附量变化不显著，如图2所示；
(3)本发明提供的吸附方法，在相同的温度条件下，对废水中的低浓度铀的吸附率更高，随着温度的增加，吸附率增加，如图3所示；
(4)本发明提供的吸附方法，在投加吸附剂的量相同的情况下，对低浓度铀的吸附率更高，且在1～6mg/L的范围内，随着初始铀浓度的增加，吸附率降低，如图4所示；
(5)本发明提供的吸附方法，在铀初始浓度相同时，当投加量在0.1～0.5g/L的范围内时，随着投加量的增加，吸附率也增加，当投加量进一步增加时，吸附率变化不显著，趋于平衡，如图5所示；
(6)本发明专利提供的方法，在有其他金属离子共存的条件下，对铀的吸附效果更好，如图6所示。
根据上述可知，本发明提供的吸附剂比磁性氧化石墨烯吸附率更高、吸附效果更好、吸附效果更为稳定。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的吸附剂及其应用进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
材料：
杯[6]芳烃、磁性氧化石墨烯、六水合氯化铁、醋酸钠、二氯甲烷、氨水、水合肼；
原理：
本发明原理为：氧化石墨烯与FeCl3·6H2O和醋酸钠混合在乙二醇中，高温高压条件下合成磁性氧化石墨烯，再将磁性氧化石墨烯与杯 [6]芳烃按照一定的比例投入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌一段时间，升温后在碱性条件下通过酯化反应将杯[6]芳烃接枝到磁性氧化石墨烯上。
实施例1吸附剂的制备：
(1)磁性氧化石墨烯的制备
250ml锥形瓶中依次加入70ml乙二醇和0.5g氧化石墨烯，超声 3h后加入1.4gFeCl3·6H2O和2.8g醋酸钠，然后搅拌30min；将混合溶液转移到高压反应釜容器中，200℃下反应8h，自然冷却后，倒出产物，通过外加磁场固液分离以后用乙醇和去离子水洗涤固体产物数次，50℃下真空干燥12h；将干燥后的产物用干净密封袋密封保存。
(2)杯[6]芳烃修饰的磁性氧化化石墨烯的制备
量取200ml N，N-二甲基甲酰胺至锥形瓶中，再加入100mg磁性氧化石墨烯和400mg杯[6]芳烃，室温下搅拌8h；然后加入4ml 氨水(25％)和4ml水合肼，升温至75℃后继续搅拌8h，静置3h，通过外加磁场固液分离以后用去离子水和二氯甲烷洗涤固体产物数次，50℃下真空干燥，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯吸附剂—MGO-C6。该实施例制备的吸附剂用于吸附实验。
实施例2
分别移取20mL初始浓度为1mg/L的铀溶液于50mL锥形瓶中，依次调节溶液pH值为3、4、5、6、7、8、9，一式三份，分别投加6 mg磁性氧化石墨烯吸附剂与6mg实施例制备的吸附剂，在20℃、转速为150rpm的恒温摇床中振荡吸附，从吸附剂加入溶液开始计时，振荡吸附300min，测定其中残留的铀的浓度。pH值为3～9时，磁性氧化石墨烯的吸附率依次分别是1.8％、14.79％、32.50％、78.53％、 82.22％、80.74％、69.27％；MGO-C6的吸附率依次是2.72％、17.7％、 53.92％、93.26％、86.81％、72.15％、55.96％。由此可知，磁性氧化石墨烯吸附剂在pH为7时吸附率最大，最大吸附率为82.22％，实施例1制备的吸附剂在pH为6时吸附率最大，最大吸附率为93.26％。如图1所示。
实施例3
分别移取20mL初始浓度为1mg/L的铀溶液于50mL锥形瓶中，调节其pH＝7(磁性氧化石墨烯)与pH＝6(实施例1制备的吸附剂)，分别投加6mg磁性氧化石墨烯吸附剂和6mg实施例1制备的吸附剂，在30℃、转速为150rpm的恒温摇床中振荡吸附，一式三份。分别在时间为30、60、90、120、180、240、300、360、420min时取样，测定溶液中残留铀的浓度。磁性氧化石墨烯吸附剂的吸附率依次为 56.16％、69.72％、72.72％、77.38％、82.21％、82.23％、82.22％、 82.21％、82.21％；实施例1制备的吸附剂的吸附率依次为61.08％、 75.07％、83.44％、86.35％、88.95％、93.21％、93.23％、93.25％、 93.21％。由此可知，磁性氧化石墨烯吸附剂的吸附实验在180min后达到平衡，本发明专利提供的吸附剂的吸附实验在240min后达到平衡。如图2所示。
实施例4
分别移取20mL初始浓度为1mg/L的铀溶液于50mL锥形瓶中，分别调节其pH＝7(磁性氧化石墨烯吸附剂)与pH＝6(实施例1制备的吸附剂)，分别投加6mg磁性氧化石墨烯吸附剂与6mg实施例1 制备的吸附剂，一式三份。在转速为150rpm的恒温摇床中振荡吸附，从吸附剂加入至溶液中开始计时，振荡吸附300min，分别调节摇床温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，测定溶液中残留铀的浓度。磁性氧化石墨烯吸附剂的吸附率依次分别为72.49％、75.95％、 78.32％、82.26％、84.06％；实施例1制备的吸附剂的吸附率依次分别为75.86％、81.03％、86.95％、93.26％、94.24％。磁性氧化石墨烯吸附剂和实施例1制备的吸附剂的最佳吸附温度均为30℃。如图3 所示。
实施例5
分别移取20mL初始浓度为1、2、3、4、5、6mg/L的铀溶液于 50mL锥形瓶中，调节其pH＝7(磁性氧化石墨烯吸附剂)与pH＝6(实施例制备的吸附剂)，分别投加6mg磁性氧化石墨烯吸附剂与6mg 实施例1制备的吸附剂，一式三份。在温度为30℃、转速为150rpm 的恒温摇床中分别振荡吸附180min(磁性氧化石墨烯吸附剂)与240 min(实施例1制备的吸附剂)，进行吸附剂对铀的吸附研究，测定溶液中残留铀的浓度。磁性氧化石墨烯吸附剂的吸附率依次是82.33％、 81.02％、74.36％、68.67％、63.57％、61.97％；实施例1制备的吸附剂的吸附率依次是93.26％、85.01％、82.79％、75.04％、72.67％、 71.63％。由此可知，磁性氧化石墨烯吸附剂和实施例1制备的吸附剂在给定的浓度范围内随着铀初始浓度的增加吸附率逐渐降低。如图4 所示。
实施例6
分别移取一定体积初始浓度为1mg/L的铀溶液于50mL锥形瓶中，调节其pH＝7(磁性氧化石墨烯吸附剂)与pH＝6(实施例1制备的吸附剂)，调节磁性氧化石墨烯吸附剂的加入量与铀溶液体积的比 (即固液比)分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g/L；调节本发明专利提供的吸附剂的加入量与铀溶液的体积比为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g/L，一式三份。在温度为30℃、转速为150rpm的恒温摇床中分别振荡吸附180min(磁性氧化石墨烯吸附剂)和240min(实施例1制备的吸附剂)，进行吸附剂对铀的吸附研究，测定溶液中残留铀的浓度。磁性氧化石墨烯的吸附率分别为50.69％、74.59％、82.29％、85.47％、 86.71％；实施例1制备的吸附剂的吸附率分别为57.37％、77.69％、 93.23％、94.45％、95.43％。由此可知，磁性氧化石墨烯的最佳固液比为0.3g/L，其吸附率为82.29％；实施例1制备的吸附剂的最佳固液比为0.3g/L，吸附率为93.21％。如图5所示。
实施例7
分别移取20ml含有铀、钴、铜、锌、镉、铬离子的溶液于50ml 锥形瓶中，金属离子浓度均为1mg/L；调节其pH＝7(磁性氧化石墨烯吸附剂)与pH＝6(实施例1制备的吸附剂)在温度为30℃、转速为 150rpm的恒温摇床中分别振荡吸附180min(磁性氧化石墨烯吸附剂) 和240min(实施例1制备的吸附剂)，进行吸附剂对铀的吸附研究，测定溶液中残留铀的浓度。磁性氧化石墨烯对铀、钴、铜、锌、镉、铬的吸附率分别为42.09％、4.59％、38.35％、13.73％、18.68％、 68.99％；实施例1制备的吸附剂对铀、钴、铜、锌、镉、铬的吸附率分别为90.05％、2.42％、28.19％、10.73％、1.94％、37.52％。如图 6所示。
通过优化实验可以看出，改性后的吸附剂的吸附率明显增加且对铀的选择吸附性能也有很大提高，在处理含有多种金属离子的低浓度铀废水方面，也更具优势。
以上仅仅是本发明的较佳实施方式，根据本发明的上述构思，本领域的熟练人员还可对此作出各种修改和变换。例如，变换制备吸附剂的反应时间、反应温度，利用本发明专利提供的吸附剂吸附其他重金属离子，以及采用此方法处理高浓度含铀废水等等。然而，类似的这种变换和修改均属于本发明的实质。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种含铀废水中铀的吸附方法，包括：
将含铀废水与吸附剂混合进行铀的吸附；所述吸附剂包括杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯，所述杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯由杯[6]芳烃与磁性氧化石墨烯经过酯基键结合。
2.根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于，所述铀的吸附在震荡条件下进行，所述震荡的温度为30～40℃，时间为0～420min。
3.根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于，所述含铀废水的pH值为3～9。
4.根据权利要求1所述的吸附方法，其特征在于，所述含铀废水与吸附剂的比例为1L：(0.1～0.5)g；所述含铀废水的浓度为1～6mg/L。
5.一种杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯的制备方法，包括：
将磁性氧化石墨烯与杯[6]芳烃在溶剂中在碱性条件下进行酯化反应，得到杯[6]芳烃修饰的磁性氧化石墨烯。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯是由氧化石墨烯与FeCl3经过共沉淀法制备得到。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯的制备具体为：
将氧化石墨烯、FeCl3· 6H2O、醋酸钠与乙二醇混合，然后于高压反应釜中反应。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磁性氧化石墨烯与所述杯[6]芳烃的质量比为1：(3～5)。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱性条件是氨水和水合肼的混合溶液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106310710A (zh) * 2016-09-19 2017-01-11 昆山北测检测技术有限公司 一种磁性氧化石墨烯的制取及利用磁性氧化石墨烯固相萃取法检测水体中萘含量的方法
CN107051394A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 南华大学 一种杯芳烃修饰的磁性纳米吸附剂制备及其吸附低浓度铀的方法
CN107597195A (zh) * 2017-08-30 2018-01-19 南通职业大学 一种石墨烯‑杯芳烃‑Fe3O4的制备及其高效催化降解亚甲基蓝的应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106310710A (zh) * 2016-09-19 2017-01-11 昆山北测检测技术有限公司 一种磁性氧化石墨烯的制取及利用磁性氧化石墨烯固相萃取法检测水体中萘含量的方法
CN107051394A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 南华大学 一种杯芳烃修饰的磁性纳米吸附剂制备及其吸附低浓度铀的方法
CN107597195A (zh) * 2017-08-30 2018-01-19 南通职业大学 一种石墨烯‑杯芳烃‑Fe3O4的制备及其高效催化降解亚甲基蓝的应用

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