CN110252253B - 一种多孔磁性吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔磁性吸附材料及其制备方法，制备方法包括以下步骤：取铁矿、粘合剂、造孔剂和水，将四者混匀并挤压成固定形状，得第一前驱体；取硅酸盐矿物和造孔剂，向其中加水混匀得膏状物，将膏状物包覆于第一前驱体外部，干燥得第二前驱体；将第二前驱体在500‑1200℃条件下烧结2h，得多孔吸附材料；将多孔材料置于碱性溶液中活化，然后干燥至含水率小于5％，备用；取偶联剂，向其中加入水和乙醇，混匀得水解液；将多孔材料置于偶联剂水解液中，使多孔材料吸附饱和，然后干燥至含水率小于1％，制得。该多孔磁性吸附材料可有效解决现有的方法在净化土壤中存在的耗时长、成本高、吸附效果差和吸附的重金属容易释放的问题。

Description

一种多孔磁性吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁性吸附材料技术领域，具体设计一种多孔磁性吸附材料及其制备方法。
背景技术
当前，重金属污染给人民的生活质量和身体健康带来了很大的影响，严重损坏了大众健康，危及环境安全，影响社会稳定。重金属污染的土壤具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特性，其危害大、治理难度大、成本高，尤其是重金属诱发的生态毒性风险越来越受到关注，特别是与粮食生产关联的土壤重金属污染更是得到广泛关注。目前的土壤重金属治理技术主要涉及植物法、化学淋洗法、电化学法、微生物淋洗法、原位固化法、原位抽提等技术，其中植物法时间较长，淋洗法会改变土壤的性质，电化学法难以规模化操作，原位抽提技术则成本较高，原位固化法采用一定的固化剂将重金属有效态转变成惰性，最终起到修复的作用。虽然，原位固化技术成本低，且容易操作，但是，目前看来是很难从根本上解决重金属污染问题。随着时间推移，固化剂可能失活，最终导致曾经被固化的重金属再一次被释放出来。综上所述，如何开发切实可行的重金属污染土壤修复技术已经成为未来重金属污染控制面临的瓶颈问题。因此，如何把有毒有害的重金属从土壤中分离，是当前农业科学研究机构和农机科研人员攻克的重大课题，也是影响农业健康发展的难关。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种多孔磁性吸附材料及其制备方法，该多孔磁性吸附材料可有效解决现有的方法在净化土壤中存在的耗时长、成本高、吸附效果差和吸附的重金属容易释放的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种多孔磁性吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)一次成型：取铁矿、粘合剂、造孔剂和水，铁矿、粘合剂、造孔剂和水的重量比为1:0.1-0.5:0.01-0.05:8-15，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体；
(2)二次成型：取硅酸盐矿物和造孔剂，造孔剂质量占硅酸盐矿物质量的1-5％，将两者混匀，向混合物中加10-30％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取0.5-2倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于80-120℃条件下干燥2-4h，得第二前驱体；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在500-1200℃条件下烧结1-4h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔材料置于0.5-2wt％的碱性溶液中，静置活化0.5-5h，然后用水洗涤至pH值为7-8，最后，在80-105℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取偶联剂，向其中加入1-3倍偶联剂重量的水和15-25倍偶联剂重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为4-12，静置0.5-5h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔材料置于步骤(5)所得的偶联剂水解液中，使多孔材料吸附饱和，然后在80-120℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
进一步地，铁矿、粘合剂、造孔剂和水的重量比为1:0.3:0.04:10。
进一步地，取硅酸盐矿物和造孔剂，造孔剂质量占硅酸盐矿物质量的2-4％，将两者混匀，向混合物中加20％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取1.2倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，得第二前驱体。
进一步地，铁矿为磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、镜铁矿、钛铁矿和菱铁矿中的至少一种。
进一步地，造孔剂为淀粉、糊精、纤维素、树脂、尿素、硫脲、碳和煤中的至少一种；粘合剂为聚丙烯酰胺。
进一步地，硅酸盐矿物为煤矸石、高岭土、叶腊石、蒙脱石、膨润土、硅藻土、凹凸棒、滑石粉、石英、长石、玻璃渣和白土中的至少一种。
进一步地，偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、铬络合物类偶联剂和锆类偶联剂中的至少一种。
进一步地，步骤(3)中的烧结温度为800-1000℃，烧结时间为2h。
进一步地，步骤(4)中的碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钠溶液和碳酸氢钾溶液中的至少一种，碱性溶液的浓度为1-2wt％。
经过上述制备方法制备得到的多孔磁性吸附材料。
本发明所产生的有益效果如下：本发明中的多孔材料经过铁矿、硅酸盐矿物和造孔剂制成，其具有气孔率大，比表面积大的优点，将制得的多孔磁性吸附材料在碱性条件活化后，再在偶联剂溶液中浸泡，使得多孔磁性吸附材料表面接枝有不同的偶联剂，偶联剂与重金属结合，实现将重金属吸附的目的，最终使制得的多孔磁性吸附材料对土壤中的重金属具有较高的选择性以及较高的吸附量，而且该多孔磁性吸附材料具有化学稳定性好、易解吸、可再生的优点。
本发明中的多孔磁性吸附材料中加入了铁矿，后续可以采用磁选的方式进行回收，克服了目前采用固化稳定化技术无法回收率固化剂的难题，从根本上解决了重金属污染土壤存在的吸附效果差的难题，真正实现土壤的净化。
多孔磁性吸附材料与土壤中重金属反应过程如下：
Figure BDA0002106492050000041
R表示偶联剂表面的键合离子，可以是铝(Al)、硅(Si)、钛(Ti)；M表示土壤中的金属离子，此处仅罗列出2价金属离子，M可以代表3价金属离子，相应的电荷也会发生变化；其中n的范围为3-12，优选3-6。此处的官能团是巯基(-SH)，该官能团可以是羧基(-COOH)，也可以是氨基(-NH2)，还可以是几种官能团的组合。
具体实施方式
实施例1
一种多孔磁性吸附材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)一次成型：取褐铁矿、聚丙烯酰胺、尿素和水，褐铁矿、聚丙烯酰胺、尿素和水的重量比为1:0.1:0.01:8，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体；
(2)二次成型：取硅酸盐矿物和造孔剂，造孔剂质量占硅酸盐矿物质量的1％，将两者混匀，向混合物中加10％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取0.5倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于80℃条件下干燥2h，得第二前驱体；其中硅酸盐矿物为煤矸石、高岭土、叶腊石、蒙脱石和膨润土，煤矸石、高岭土、叶腊石、蒙脱石和膨润土的重量比为1:1:1:1:1:1，煤矸石、高岭土、叶腊石、蒙脱石和膨润土的粒径均为200目；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在500℃条件下烧结1h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔吸附材料置于0.5wt％的氢氧化钠溶液中，静置活化0.5h，然后用水洗涤至pH值为7，最后，在80℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取三异硬脂酰基钛酸异丙酯，向其中加入1倍三异硬脂酰基钛酸异丙酯重量的水和15倍三异硬脂酰基钛酸异丙酯重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为4，静置0.5h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔材料置于步骤(5)所得的三异硬脂酰基钛酸异丙酯水解液中，使多孔材料吸附饱和，然后在80℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
实施例2
一种多孔磁性吸附材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)一次成型：取赤铁矿、聚丙烯酰胺、纤维素和水，赤铁矿、聚丙烯酰胺、纤维素和水的重量比为1:0.5:0.05:15，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体；
(2)二次成型：取硅酸盐矿物和造孔剂，造孔剂质量占硅酸盐矿物质量的5％，将两者混匀，向混合物中加30％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取2倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于120℃条件下干燥4h，得第二前驱体；其中，硅酸盐矿物为膨润土、硅藻土、凹凸棒、滑石粉、石英和长石，膨润土、硅藻土、凹凸棒、滑石粉、石英和长石的重量比为1:1:2:1:3:1:2，硅酸盐矿物为膨润土、硅藻土、凹凸棒、滑石粉、石英和长石的粒径为200目；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在1200℃条件下烧结4h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔吸附材料置于2wt％的碳酸钠溶液中，静置活化5h，然后用水洗涤至pH值为7，最后，在105℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取硬脂酰氧异丙基铝酸酯，向其中加入3倍硬脂酰氧异丙基铝酸酯重量的水和25倍硬脂酰氧异丙基铝酸酯重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为12，静置5h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔吸附材料置于步骤(5)所得的硬脂酰氧异丙基铝酸酯偶联剂水解液中，使多孔吸附材料吸附饱和，然后在120℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
实施例3
一种多孔磁性吸附材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)一次成型：取铁矿、聚丙烯酰胺、造孔剂和水，铁矿、粘合剂、造孔剂和水的重量比为1:0.2:0.02:9，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体；其中，铁矿为赤铁矿和钛铁矿，赤铁矿和钛铁矿的重量比为1:2；造孔剂为纤维素和硫脲，纤维素和硫脲的重量比为2:1；
(2)二次成型：取硅酸盐矿物和碳，碳的质量占硅酸盐矿物质量的2％，将两者混匀，向混合物中加20％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取1.6倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于100℃条件下干燥3h，得第二前驱体，其中，硅酸盐矿物为矸石、高岭土、玻璃渣和白土，矸石、高岭土、玻璃渣和白土的重量比为1:2:1:3，矸石、高岭土、玻璃渣和白土的粒径为200目；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在700℃条件下烧结3h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔吸附材料置于1wt％的氢氧化钾溶液中，静置活化2h，然后用水洗涤至pH值为7，最后，在90℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取乙烯基三甲氧基硅烷，向其中加入2倍乙烯基三甲氧基硅烷重量的水和20倍乙烯基三甲氧基硅烷重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为5，静置2h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔吸附材料置于步骤(5)所得的乙烯基三甲氧基硅烷水解液中，使多孔吸附材料吸附饱和，然后在100℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
实施例4
一种多孔磁性吸附材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)一次成型：取铁矿、聚丙烯酰胺、造孔剂和水，铁矿、聚丙烯酰胺、造孔剂和水的重量比为1:0.3:0.04:10，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体，其中，铁矿为磁铁矿和褐铁矿，磁铁矿和褐铁矿的重量比为1:3，造孔剂为尿素和煤，尿素和煤的重量比为1:2。
(2)二次成型：取硅酸盐矿物和树脂，树脂质量占硅酸盐矿物质量的4％，将两者混匀，向混合物内加25％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取1.2倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于120℃条件下干燥2h，得第二前驱体，其中，硅酸盐矿物为蒙脱石、膨润土、凹凸棒、滑石粉、石英和长石，蒙脱石、膨润土、凹凸棒、滑石粉、石英和长石的重量比为2:3:1:2:1:1，蒙脱石、膨润土、凹凸棒、滑石粉、石英和长石的粒径均为180目；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在1000℃条件下烧结1h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔吸附材料置于1wt％的碳酸氢钠溶液中，静置活化1h，然后用水洗涤至pH值为7，最后，在100℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取3-巯基丙基三乙氧基硅烷，向其中加入2倍3-巯基丙基三乙氧基硅烷重量的水和18倍3-巯基丙基三乙氧基硅烷重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为9，静置4h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔吸附材料置于步骤(5)所得的3-巯基丙基三乙氧基硅烷水解液中，使多孔吸附材料吸附饱和，然后在100℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
实施例5
一种多孔磁性吸附材料，其制备方法包括以下步骤：
(1)一次成型：取赤铁矿、聚丙烯酰胺、淀粉和水，铁矿、粘合剂、造孔剂和水的重量比为1:0.3:0.02:11，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体；
(2)二次成型：取高岭土和纤维素，纤维素质量占高岭土质量的3％，将两者混匀，向混合物内加混合物重量15％的水，混匀，得膏状物，取0.8倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于80-120℃条件下干燥2-4h，得第二前驱体；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在700℃条件下烧结2.7h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔吸附材料置于1.5wt％的碳酸钠溶液中，静置活化2.5h，然后用水洗涤至pH值为8，最后，在90℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取3-巯基丙基三乙氧基硅烷，向其中加入1.5倍3-巯基丙基三乙氧基硅烷重量的水和20倍3-巯基丙基三乙氧基硅烷重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为8，静置3h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔吸附材料置于步骤(5)所得的3-巯基丙基三乙氧基硅烷水解液中，使多孔吸附材料吸附饱和，然后在90℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
试验例
一、对实施例1-5制得的多孔磁性吸附材料的性能进行测定，具体结果见表1。
Figure BDA0002106492050000101
通过上表得知，按照本发明实施例1-5中的方法制得的多孔磁性吸附材料中，多孔吸附材料的气孔率、吸水率以及比表面积等参数数值均较大，利于对土壤中的重金属进行吸附，提高吸附的效果，尤其是实施例4中的多孔吸附材料，其个方面的数值均最优；而且，本发明中的多孔磁性吸附材料由铁矿、硅酸盐矿物等材料制成，具有原料易得，成本低的优点。
本发明的多孔磁性吸附材料的使用方法如下：
1、取样分析：对需要治理的土壤取样并按照行业规定化验并确定需要加入的多孔磁性陶瓷功能材料添加量；
2、添加多孔磁性吸附材料：将重金属污染土壤与功能材料采用搅拌机的形式搅拌均匀并分散在污染场地，采用定时喷水润湿土壤的方式提高土壤含水率。
3、分离处理：待功能化材料与土壤接触45天后，采用湿法磁选的方式将材料从土壤中分离开，使重金属污染土壤成为无毒土壤，最后将负载重金属的材料采用稀酸解吸，对解吸液进行综合回收利用其中的重金属，最终实现材料的再生与重金属综合利用的目的。
二、检测土壤中的重金属含量并记录，然后将被重金属污染的土壤分成5小块，分别采用按照本发明实施例1-5中的方法制得的多孔磁性吸附材料对重金属污染的土壤进行修复，修复完成后，再次检测每小块土壤中的重金属含量并记录，具体检测结果见表2。
Cd(mg/kg) Cu(mg/kg) Pb(mg/kg) Hg(mg/kg)
未修复土壤 2.8 106 120 0.8
实施例1 0.25 25 32 0.15
实施例2 0.23 22 29 0.14
实施例3 0.24 23 27 0.13
实施例4 0.18 20 24 0.10
实施例5 0.22 25 26 0.12
通过上表得知，经过本发明中实施例1-5的方法制得的多孔磁性吸附材料修复后的土壤中的重金属含量均明显减少，尤其是经过实施例4中的方法制得的多孔磁性修复材料修复后的土壤中，重金属减小的量最多，达到了对土壤修复治理的目的，而且，经过本发明中的多孔磁性吸附材料修复土壤时，一般耗时45天左右，相对于植物法等治理方法来说，具有耗时短的优点，土壤修复完成后，可将土壤中吸附有重金属的多孔磁性吸附材料用采用磁选的方式从土壤中分离出来，采用酸性溶液进行洗脱处理，将多孔磁性吸附材料中的重金属洗脱出来，最终实现了土壤修复的目的，避免重金属再次释放，达到了治理彻底的目的。

Claims (8)

1.一种多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)一次成型：取铁矿、粘合剂、造孔剂和水，铁矿、粘合剂、造孔剂和水的重量比为1:0.1-0.5:0.01-0.05:8-15，将四者混合均匀得混合物，将其挤压成型，得第一前驱体；所述铁矿为磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、镜铁矿、钛铁矿和菱铁矿中的至少一种；
(2)二次成型：取硅酸盐矿物和造孔剂，造孔剂质量占硅酸盐矿物质量的1-5％，将两者混匀，向混合物中加10-30％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取0.5-2倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，置于80-120℃条件下干燥2-4h，得第二前驱体；
(3)烧结：将第二前驱体置于还原气氛中，在800-1000℃条件下烧结2h，得多孔吸附材料；
(4)活化：将步骤(3)中得到的多孔材料置于0.5-2wt％的碱性溶液中，静置活化0.5-5h，然后用水洗涤至pH值为7-8，最后，在80-105℃条件下干燥至含水率小于5％，备用；
(5)偶联剂水解液制备：取偶联剂，向其中加入1-3倍偶联剂重量的水和15-25倍偶联剂重量的乙醇，混匀，制得水解液，调节水解液pH值为4-12，静置0.5-5h，备用；
(6)改性：将步骤(4)中的多孔材料置于步骤(5)所得的偶联剂水解液中，使多孔材料吸附饱和，然后在80-120℃条件下干燥至含水率小于1％，制得。
2.如权利要求1所述的多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，铁矿、粘合剂、造孔剂和水的重量比为1:0.3:0.04:10。
3.如权利要求1所述的多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，取硅酸盐矿物和造孔剂，造孔剂质量占硅酸盐矿物质量的3-4％，将两者混匀，向混合物中加20％混合物重量的水，混匀，得膏状物，取1.2倍第一前驱体重量的膏状物，将其均匀包覆于第一前驱体外部，得第二前驱体。
4.如权利要求1所述的多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为淀粉、糊精、纤维素、树脂、尿素、硫脲、碳和煤中的至少一种；所述粘合剂为聚丙烯酰胺。
5.如权利要求1所述的多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸盐矿物为煤矸石、高岭土、叶腊石、蒙脱石、膨润土、硅藻土、凹凸棒、滑石粉、石英、长石、玻璃渣和白土中的至少一种。
6.如权利要求1所述的多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、铬络合物类偶联剂和锆类偶联剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的多孔磁性吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钠溶液和碳酸氢钾溶液中的至少一种，所述碱性溶液的浓度为1-2wt％。
8.采用权利要求1-7任一项所述的多孔磁性吸附材料的制备方法制备得到的多孔磁性吸附材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111620514B (zh) * 2020-04-28 2022-03-08 生态环境部华南环境科学研究所 一种基于海绵铁复合填料的生物滤池处理污水的方法
CN111575016B (zh) * 2020-06-18 2021-08-24 四川时代绿洲环境修复股份有限公司 一种重金属污染土壤修复材料及其制备方法和使用方法
CN113877525A (zh) * 2021-09-10 2022-01-04 中国地质大学（武汉） 一种磁性焦炭修复重金属污染水体的方法
CN114210302A (zh) * 2021-12-20 2022-03-22 四川省有色冶金研究院有限公司 一种功能化磁性材料制备方法及土壤修复方法
CN115041128B (zh) * 2022-05-26 2023-05-26 中国地质大学（武汉） 矿物基重金属污染修复剂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103074485A (zh) * 2013-02-06 2013-05-01 武汉科技大学 以粗粒赤铁矿为主要原料的氧化球团制备方法
CN104014309A (zh) * 2014-05-09 2014-09-03 奉向东 一种应用于液体污染处理的多孔复合材料及其制备方法
CN106800939A (zh) * 2016-12-26 2017-06-06 四川省有色冶金研究院有限公司 用于治理土壤重金属复合污染的修复剂及其制备方法
CN107722991A (zh) * 2017-10-31 2018-02-23 中国环境科学研究院 一种土壤重金属铬污染修复材料及制法和应用
CN109331778A (zh) * 2018-11-04 2019-02-15 肇庆学院 一种负载Fe/Ni纳米颗粒的多孔吸附反应材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103074485A (zh) * 2013-02-06 2013-05-01 武汉科技大学 以粗粒赤铁矿为主要原料的氧化球团制备方法
CN104014309A (zh) * 2014-05-09 2014-09-03 奉向东 一种应用于液体污染处理的多孔复合材料及其制备方法
CN106800939A (zh) * 2016-12-26 2017-06-06 四川省有色冶金研究院有限公司 用于治理土壤重金属复合污染的修复剂及其制备方法
CN107722991A (zh) * 2017-10-31 2018-02-23 中国环境科学研究院 一种土壤重金属铬污染修复材料及制法和应用
CN109331778A (zh) * 2018-11-04 2019-02-15 肇庆学院 一种负载Fe/Ni纳米颗粒的多孔吸附反应材料的制备方法

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