CN110642390B - 一种自扩散纳米铁复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自扩散纳米铁复合材料及其制备方法和用途,本发明所述自扩散纳米铁复合材料中固定有高压惰性气体,所述自扩散纳米铁复合材料在水中溶解后,释放出惰性气体,产生推力,提高自扩散纳米铁复合材料的扩散能力,从而扩大其在水体中降解污染物的范围;且糖类组分的存在阻止了纳米铁的团聚和氧化,溶解的糖类组分还能为微生物提供了碳源,有利于强化微生物对目标污染物的降解能力。
Description
技术领域
本发明涉及纳米铁材料领域,尤其涉及一种自扩散纳米铁复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
作为人们生存和发展的重要资源,地下水污染已经成为我国生态环境与人类健康面临的首要环境问题之一,愈发受到人们的重视。相较于地表水,地下水污染往往发生在流动性地下含水层,不易被察觉,长期存在的污染物会促使污染羽不断地扩大;另外,由于人类活动的多样性,含水层一旦污染往往伴随着多种形式的复合污染,导致地下水污染面临治理难、成本高的困境。目前国内外常见的地下水污水修复方法主要有物理法、化学法和生物法三大类。其中,纳米铁得益于其纳米级粒径,强还原能力与广泛的修复性能(适用于多种有机、重金属污染物),被广泛应用于地下水污染修复,并已经成为世界范围内土壤与地下水修复中应用最广泛的纳米材料。
纳米铁颗粒在地下水原位修复过程中,其在地下多孔介质中的迁移距离与迁移到目标污染区域的纳米铁活性直接决定了原位修复的效果。但在实际应用中,纳米铁的迁移性和稳定性表现均不理想。未修饰的纳米铁颗粒易团聚、氧化,在大多数地下水修复案例中的迁移距离只有几厘米,表面形成铁(氢)氧化物的壳层使其反应活性下降甚至丧失,致使修复寿命受限,研究表明纳米铁在实际修复中还原能力仅能保持几天到数周。因此,扩大纳米铁在现场修复过程中的移动距离并延长其还原寿命对解决地下水中有机或重金属污染具有重要现实意义。
目前现场修复中常用的方法是通过瓜尔豆胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸等进行表面修饰,使纳米铁颗粒间的空间斥力与空间位阻增大,势垒增强,形成稳定性较强的颗粒,进而大大减弱了纳米铁的团聚作用。但上述改性后的纳米铁注入地下含水层时,纳米铁仍旧会在重力作用下优先向下沉降迁移,水平方向迁移量有限,导致纳米铁的修复范围减小。此外,纳米铁会绕过渗透性差的含水层区域,优先通过渗透性好的含水层,即产生优先流,从而导致修复不彻底的现象出现。
CN107199013A公开了一种磁性生物炭载纳米铁的制备方法,包括:(1)改性生物炭;(2)超声浸渍法负载铁盐;(3)包覆茶多酚;(4)液相还原法制备生物炭载纳米铁;(5)磁选法分理出磁性生物炭载纳米铁,此方案存在着制备得到的磁性生物炭载纳米铁在水中的扩散能力差的问题。
CN107456997A公开了一种用于工业用水除氧的纳米铁-钯树脂,由树脂载体和负载于树脂上的纳米活性金属钯和铁组成,金属钯的重量百分含量为0.2-1%,金属铁的百分含量为0.1-0.5%,所述树脂为阴离子交换树脂、阳离子交换树脂或吸附树脂,树脂粒度为0.5-2mm,此方案所述纳米铁-钯树脂材料也存在水中扩散能力差的问题。
上述修饰手段的主要问题在于纳米铁在水体中所有移动过程都是“被动”进行的,不具备“主动”移动能力,从而限制了其移动性能,其中所述“主动”指材料能依靠自身发生物理或化学变化,驱动材料移动,因此开发一种在水体中具有“主动”移动能力的自扩散纳米铁复合材料及其制备方法仍具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自扩散纳米铁复合材料及其制备方法和用途,本发明所述自扩散纳米铁复合材料中固定有高压惰性气体,所述自扩散纳米铁复合材料在水中溶解后,释放出惰性气体,产生推力,提高自扩散纳米铁复合材料的扩散能力,从而扩大其在水体中降解污染物的范围;且糖类组分的存在阻止了纳米铁的团聚和氧化,溶解的糖类组分能够为微生物提供了碳源,有利于强化微生物对目标污染物的降解能力。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种自扩散纳米铁复合材料,所述自扩散纳米铁复合材料包括纳米铁及包覆在其表面的糖类组分,所述糖类组分中包含有惰性气体。
优选地,所述惰性气体的气压为1-10个大气压,例如2个大气压、3个大气压、4个大气压、5个大气压、6个大气压、7个大气压、8个大气压或9个大气压等。
优选地,所述糖类组分包括葡萄糖、蔗糖或麦芽糖中的任意一种或至少两种的组合,所述组合示例性的包括葡萄糖和蔗糖的组合、麦芽糖和葡萄糖的组合或蔗糖和麦芽糖的组合等。
优选地,所述纳米铁的粒径为30-80nm,例如35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm或75nm等。
本发明所述自扩散纳米铁复合材料中固定有高压惰性气体,所述自扩散纳米铁复合材料在水中溶解后,释放出惰性气体,产生推力,提高自扩散纳米铁复合材料的扩散能力,从而扩大其在水体中降解污染物的范围;且糖类组分的存在阻止了纳米铁的团聚和氧化,溶解的糖类组分能够为微生物提供了碳源,有利于强化微生物对目标污染物的降解能力。
第二方面,本发明提供了如第一方面所述自扩散纳米铁复合材料的制备方法,所述方法包括将糖类原料、溶剂和纳米铁混合,得到浆料,之后在惰性气氛下加热,冷却,得到所述自扩散纳米铁复合材料。
所述自扩散纳米铁复合材料的制备方法通过将糖类原料、溶剂和纳米铁混合,之后在惰性气氛下加热,使得惰性气氛中的惰性气体扩散进入浆料中,同时,伴随水的蒸发,之后降温冷却凝固,将惰性气体固定在自扩散纳米铁复合材料,本发明所述制备方法制备得到的自扩散纳米铁复合材料在水体中,糖类组分溶解,释放出固定的惰性气体,产生推力,从而使得复合材料具备优异的自扩散能力,且糖类组分的存在还能阻止纳米铁的团聚、氧化,且溶解后的糖类组分作为水体中微生物的碳源,提高了微生物降解目标污染物的能力。
优选地,所述糖类原料包括葡萄糖、蔗糖或麦芽糖中的任意一种或至少两种的组合,所述组合示例性的包括蔗糖和葡萄糖的组合、蔗糖和麦芽糖的组合或葡萄糖和麦芽糖的组合等。
优选地,所述溶剂包括水。
优选地,所述糖类原料与溶剂的质量比为(5-20):1,例如6:1、8:1、10:1、12:1、15:1或18:1等。
本发明所述方法的制备过程中限定糖类原料与溶剂的质量比满足上述比例,有利于保护纳米铁的同时储存更多的惰性气体;当糖类原料与溶剂的质量比<5:1时,糖类过少,不能有效保护纳米铁,并且惰性气体储存量有限;当糖类原料与溶剂的质量比>20:1时,糖类过多,纳米铁活性受抑制。
优选地,所述纳米铁与糖类原料的质量比为(0.1-20):1,例如0.1:1、0.5:1、1:1、5:1、10:1或15:1等。
优选地,所述惰性气氛包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合;优选为氮气。
优选地,所述惰性气氛的压力为20-50个大气压,例如25个大气压、30个大气压、35个大气压、40个大气压、45个大气压或48个大气压等。
本发明所述制备过程中选择上述惰性气氛的压力,使得惰性气氛中的惰性气体能大量进入浆料中,提高制备得到的自扩散纳米铁复合材料中固定的惰性气体的含量,从而增加其自扩散能力。
优选地,所述惰性气氛通过向密闭反应器中通入惰性气体得到。
优选地,所述在惰性气氛下加热的温度为145-155℃,例如146℃、148℃、150℃、152℃或154℃等。
优选地,所述在惰性气氛下加热的过程为程序升温。
优选地,所述加热的终点至浆料中的水含量为1-2wt%,例如1.2wt%、1.4wt%、1.6wt%或1.8wt%等。
优选地,所述冷却的终点为室温,所述室温即室内温度,优选为10-35℃,例如15℃、20℃、25℃、30℃或33℃等。
优选地,所述冷却的过程在惰性气氛下进行,所述惰性气氛的压力为20-50个大气压,例如26个大气压、30个大气压、35个大气压、40个大气压、45个大气压或48个大气压等。
本发明所述冷却的过程在惰性气氛下进行,有利于惰性气体扩散进入浆料中,从而增加自扩散纳米铁复合材料中固定的惰性气体的量,从而增加复合材料的自扩散能力。
优选地,所述冷却后还包括泄压。
优选地,所述泄压后还包括筛分。
优选地,所述筛分的目数为10-20目,例如12目、14目、16目或18目等。
本发明所述泄压过程,冷却过程凝固的块状复合材料会发生崩解,分散许多状如小石子的块状颗粒,块状颗粒中仍含有大量细微的惰性气体高压气泡。
优选地,所述将糖类原料、溶剂和纳米铁混合,得到浆料的方法包括以下步骤:
(a)将糖类原料与溶剂混合,通入惰性气体、加热;
(b)在步骤(a)的产物中加入纳米铁,混合,得到浆料。
优选地,步骤(a)所述混合的方法包括搅拌。
优选地,步骤(a)所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合;所述组合示例性的包括氮气和氩气的组合,氦气和氮气的组合或氩气和氦气的组合等,优选为氮气。
优选地,步骤(a)所述加热的温度为90-110℃,例如95℃、100℃或105℃等,优选为100-105℃。
优选地,步骤(a)所述加热的终点至糖类原料转化为糖浆。
优选地,步骤(b)所述混合过程中通入惰性气体。
优选地,步骤(b)所述混合过程中伴随加热,所述加热的温度为90-110℃,例如95℃、100℃或105℃等,优选为100-105℃。
优选地,步骤(b)所述混合的方法包括搅拌。
作为本发明优选的技术方案,所述方法包括以下步骤:
(1)将糖类原料与溶剂按照质量比为(5-20):1的比例混合,通入氮气,在100-105℃下加热、搅拌,得到糖浆;
(2)在步骤(1)得到的糖浆中加入纳米铁,搅拌,得到浆料,所述纳米铁与糖类原料的质量比为(0.1-20):1;
(3)将步骤(2)得到的浆料在气压为20-50个大气压的氮气气氛中,加热温度为145-155℃的条件下加热至浆料中水含量为1-2wt%,之后冷却,所述冷却的过程在气压为20-50个大气压的氮气气氛下进行,之后泄压,筛分,得到所述自扩散纳米铁复合材料。
第三方面,本发明提供了如第一方面所述的自扩散纳米铁复合材料的用途,所述自扩散纳米铁复合材料中用于水污染修复。
优选地,所述自扩散纳米铁复合材料中用于地下水污染修复。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述自扩散纳米铁复合材料中含有惰性气体,其溶解在水体中时,惰性气体释放出来,产生推力,使得本发明所述自扩散纳米铁复合材料具有较强的自扩散能力,解决了目前存在的纳米铁在水体中扩散能力差的问题,变“被动”移动为“主动”移动,从而扩大其对水体的修复范围;
(2)本发明所述自扩散纳米铁复合材料中的糖类组分能阻止纳米铁的团聚、氧化,且糖类组分在水体中溶解后释放的糖类组份作为微生物的碳源,有利于促进微生物对目标污染物的降解;
(3)本发明所述自扩散纳米铁复合材料的制备方法的工艺过程简单可靠,容易控制,并且价格低廉,适合规模化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1-3和对比例1的材料的Cr(Ⅵ)去除率柱状图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种自扩散纳米铁复合材料的制备方法,所述制作方法包括以下步骤:
(1)葡萄糖与水按质量比10:1混合于以聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中,通氮气并在搅拌条件下程序升温至100℃,待糖类原料化为糖浆后,将纳米铁加入该反应釜,并搅拌均匀,随后将该反应釜密封,所述纳米铁与葡萄糖的质量比为1:1;
(2)通入氮气使反应釜内的氮气气压为40个大气压的条件下继续程序升温至150℃,并保持40min;此时,糖浆中的含水量会慢慢降低,并且氮气会在混有纳米铁的浆体内部形成无数细小的高压气泡;
(3)水热反应釜停止加热,持续为釜体内提供气压为40个大气压的氮气环境,确保氮气能够最大限度的扩散进入纳米铁的浆体,达到充分混合;
(4)待到釜体内部冷却至室温,对釜体进行泄压,此时,凝固的含有纳米铁的块状材料会自动崩解,分散成许多状如小石子的块状颗粒,块状颗粒中仍含有大量细微的氮气高压气泡,将上述包覆有纳米铁的块状颗粒研磨过筛,得到自扩散纳米铁复合材料。
实施例2
一种自扩散纳米铁复合材料的制备方法,所述制作方法包括以下步骤:
(1)蔗糖与水按质量比10:1混合于以聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中,通氮气并在搅拌条件下程序升温至100℃,待糖类原料化为糖浆后,将纳米铁加入该反应釜,并搅拌均匀,随后将该反应釜密封,所述纳米铁与蔗糖的质量比为1:1;
(2)通入氮气使反应釜内的氮气气压为40个大气压的条件下继续程序升温至150℃,并保持40min;此时,糖浆中的含水量会慢慢降低,并且氮气会在混有纳米铁的浆体内部形成无数细小的高压气泡;
(3)水热反应釜停止加热,持续为釜体提供气压为40个大气压的氮气环境,确保氮气能够最大限度的扩散进入纳米铁的浆体,达到充分混合;
(4)待到釜体内部冷却至室温,对釜体进行泄压,此时,凝固的含有纳米铁的块状材料会自动崩解,分散成许多状如小石子的块状颗粒,块状颗粒中仍含有大量细微的氮气高压气泡,将上述包覆有纳米铁的块状颗粒研磨过筛,得到自扩散纳米铁复合材料。
实施例3
一种自扩散纳米铁复合材料的制备方法,所述制作方法包括以下步骤:
(1)麦芽糖与水按质量比10:1混合于以聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中,通氮气并在搅拌条件下程序升温至100℃,待糖类原料化为糖浆后,将纳米铁加入该反应釜,并搅拌均匀,随后将该反应釜密封,所述纳米铁与麦芽糖的质量比为1:1;
(2)通入氮气使反应釜内的氮气气压为40个大气压的条件下继续程序升温至150℃,并保持40min;此时,糖浆中的含水量会慢慢降低,并且氮气会在混有纳米铁的浆体内部形成无数细小的高压气泡;
(3)水热反应釜停止加热,持续为釜体提供气压为40个大气压的氮气环境,确保氮气能够最大限度的扩散进入纳米铁的浆体,达到充分混合;
(4)待到釜体内部冷却至室温,对釜体进行泄压,此时,凝固的含有纳米铁的块状材料会自动崩解,分散成许多状如小石子的块状颗粒,块状颗粒中仍含有大量细微的氮气高压气泡,将上述包覆有纳米铁的块状颗粒研磨过筛,得到自扩散纳米铁复合材料。
实施例4
一种自扩散纳米铁复合材料的制备方法,所述制作方法包括以下步骤:
(1)葡萄糖与水按质量比5:1混合于以聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中,通氮气并在搅拌条件下程序升温至110℃,待糖类原料化为糖浆后,将纳米铁加入该反应釜,并搅拌均匀,随后将该反应釜密封,所述纳米铁与葡萄糖的质量比为1:1;
(2)通入氮气使反应釜内的氮气气压为20个大气压的条件下继续程序升温至155℃,并保持35min;此时,糖浆中的含水量会慢慢降低,并且氮气会在混有纳米铁的浆体内部形成无数细小的高压气泡;
(3)水热反应釜停止加热,持续为釜体提供气压为20个大气压的氮气环境,确保氮气能够最大限度的扩散进入纳米铁的浆体,达到充分混合;
(4)待到釜体内部冷却至室温,对釜体进行泄压,此时,凝固的含有纳米铁的块状材料会自动崩解,分散成许多状如小石子的块状颗粒,块状颗粒中仍含有大量细微的氮气高压气泡,将上述包覆有纳米铁的块状颗粒研磨过筛,得到自扩散纳米铁复合材料。
本实施例所得纳米铁复合材料的性能测试方法与实施例1-3中的测试方法相同,即采用1g纳米铁复合材料,其在未加搅拌或震荡的条件下的Cr(Ⅵ)去除率为80.11%。
实施例5
一种自扩散纳米铁复合材料的制备方法,所述制作方法包括以下步骤:
(1)葡萄糖与水按质量比20:1混合于以聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中,通氮气并在搅拌条件下程序升温至105℃,待糖类原料化为糖浆后,将纳米铁加入该反应釜,并搅拌均匀,随后将该反应釜密封,所述纳米铁与葡萄糖的质量比为1:1;
(2)通入氮气使反应器内的氮气气压为50个大气压的条件下继续程序升温至145℃,并保持35min;此时,糖浆中的含水量会慢慢降低,并且氮气会在混有纳米铁的浆体内部形成无数细小的高压气泡;
(3)水热反应釜停止加热,持续为釜体提供气压为50个大气压的氮气环境,确保氮气能够最大限度的扩散进入纳米铁的浆体,达到充分混合;
(4)待到釜体内部冷却至室温,对釜体进行泄压,此时,凝固的含有纳米铁的块状材料会自动崩解,分散成许多状如小石子的块状颗粒,块状颗粒中仍含有大量细微的氮气高压气泡,将上述包覆有纳米铁的块状颗粒研磨过筛,得到自扩散纳米铁复合材料。
本实施例所得纳米铁复合材料的性能测试方法与实施例1-3中的测试方法相同,即采用1g纳米铁复合材料,其在未加搅拌或震荡的条件下的Cr(Ⅵ)去除率为78.34%。
对比例1
本对比例采用实施例1中步骤(1)的纳米铁作为对照。
性能测试方法:
对实施例1-3制备得到的纳米铁复合材料进行扩散性能测试,以对比例1中的纳米铁作为对照,其测试方法如下:将制备的上述纳米铁复合材料用于地下水中常见的Cr(Ⅵ)的修复研究。具体包括以下步骤:取对比例1中的0.50g纳米铁、实施例1-3中的各1.00g纳米铁复合材料(内含0.50g纳米铁),所述材料分别加入到500ml含Cr(Ⅵ)浓度为50mg/L的水中,并不加搅拌或震荡,24h后测量水体中Cr(Ⅵ)浓度。结果如图1所示。从图1中可以看出:本发明所述纳米铁复合材料在未加搅拌或震荡的条件下拥有更高的Cr(Ⅵ)去除率,效果明显。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (34)
1.一种自扩散纳米铁复合材料,其特征在于,所述自扩散纳米铁复合材料包括纳米铁及包覆在其表面的糖类组分,所述糖类组分中包含有惰性气体。
2.如权利要求1所述的自扩散纳米铁复合材料,其特征在于,所述惰性气体的气压为1-10个大气压。
3.如权利要求1所述的自扩散纳米铁复合材料,其特征在于,所述糖类组分包括葡萄糖.蔗糖或麦芽糖中的任意一种或至少两种的组合。
4.如权利要求1所述的自扩散纳米铁复合材料,其特征在于,所述纳米铁的粒径为30-80nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的自扩散纳米铁复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括将糖类原料.溶剂和纳米铁混合,得到浆料,之后在惰性气氛下加热,冷却,得到所述自扩散纳米铁复合材料。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述糖类原料包括葡萄糖.蔗糖或麦芽糖中的任意一种或至少两种的组合。
7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括水。
8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述糖类原料与溶剂的质量比为(5-20):1。
9.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述纳米铁与糖类原料的质量比为(0.1-20):1。
10.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛包括氮气.氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。
11.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛为氮气。
12.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛的压力为20-50个大气压。
13.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述惰性气氛通过向密闭反应器中通入惰性气体得到。
14.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述在惰性气氛下加热的温度为145-155℃。
15.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述在惰性气氛下加热的过程为程序升温。
16.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述加热的终点至浆料中的水含量为1-2wt%。
17.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述冷却的终点为室温。
18.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述冷却后还包括泄压。
19.如权利要求18所述的制备方法,其特征在于,所述泄压后还包括筛分。
20.如权利要求19所述的制备方法,其特征在于,所述筛分的目数为10-20目。
21.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述将糖类原料.溶剂和纳米铁混合,得到浆料的方法包括以下步骤:
(a)将糖类原料与溶剂混合,通入惰性气体.加热;
(b)在步骤(a)的产物中加入纳米铁,混合,得到浆料。
22.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)所述混合的方法包括搅拌。
23.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)所述惰性气体包括氮气.氩气或氦气中的任意一种或至少两种的组合。
24.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)所述惰性气体为氮气。
25.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)所述加热的温度为90-110℃ 。
26.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)所述加热的温度为100-105℃。
27.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)所述加热的终点至糖类原料转化为糖浆。
28.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(b)所述混合过程中通入惰性气体。
29.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(b)所述混合过程中伴随加热,所述加热的温度为90-110℃。
30.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(b)所述混合过程中伴随加热,所述加热的温度为100-105℃。
31.如权利要求21所述的制备方法,其特征在于,步骤(b)所述混合的方法包括搅拌。
32.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将糖类原料与溶剂按照质量比为(5-20):1的比例混合,通入氮气,在100-105℃下加热.搅拌,得到糖浆;
(2)在步骤(1)得到的糖浆中加入纳米铁,搅拌,得到浆料,所述纳米铁与糖类原料的质量比为(0.1-20):1;
(3)将步骤(2)得到的浆料在气压为20-50个大气压的氮气气氛中,加热温度为145-155℃的条件下加热至浆料中水含量为1-2wt%,之后冷却,所述冷却在气压为20-50个大气压的氮气气氛下进行,之后泄压,筛分,得到所述自扩散纳米铁复合材料。
33.如权利要求1-4任一项所述的自扩散纳米铁复合材料的用途,其特征在于,所述自扩散纳米铁复合材料中用于水污染修复。
34.如权利要求33所述的用途,其特征在于,所述自扩散纳米铁复合材料中用于地下水污染修复。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1540515A (en) * | 1976-07-01 | 1979-02-14 | Gen Foods Corp | Production of a gas-containing candy |
CN1292645A (zh) * | 1998-02-02 | 2001-04-25 | 赫莱克斯食品工业和贸易有限公司 | 一种制造跳跳糖的新方法 |
CN1679506A (zh) * | 2004-03-30 | 2005-10-12 | 株式会社黑罗麦托 | 化妆用包裹剂及其使用方法 |
CN102973948A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-20 | 上海交通大学 | 基于磁性碳量子点/壳聚糖复合微球的药物载体的制法 |
CN103691375A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 华南理工大学 | 一种壳核型纳米铁复合颗粒及制备方法和应用 |
CN103715427A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-09 | 天津斯特兰能源科技有限公司 | 磷酸铁锂纳米单晶材料的制备方法 |
CN104560392A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-29 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种充气式固体香料球及其制备方法和在卷烟滤棒中的应用 |
CN106115892A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 陈建峰 | 一种包覆型黑糖改性纳米铁地下水修复剂的制备方法 |
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Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
US7635236B2 (en) * | 2006-03-30 | 2009-12-22 | Auburn University | In situ remediation of inorganic contaminants using stabilized zero-valent iron nanoparticles |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1540515A (en) * | 1976-07-01 | 1979-02-14 | Gen Foods Corp | Production of a gas-containing candy |
CN1292645A (zh) * | 1998-02-02 | 2001-04-25 | 赫莱克斯食品工业和贸易有限公司 | 一种制造跳跳糖的新方法 |
CN1679506A (zh) * | 2004-03-30 | 2005-10-12 | 株式会社黑罗麦托 | 化妆用包裹剂及其使用方法 |
CN102973948A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-20 | 上海交通大学 | 基于磁性碳量子点/壳聚糖复合微球的药物载体的制法 |
CN103691375A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 华南理工大学 | 一种壳核型纳米铁复合颗粒及制备方法和应用 |
CN103715427A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-09 | 天津斯特兰能源科技有限公司 | 磷酸铁锂纳米单晶材料的制备方法 |
CN104560392A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-29 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种充气式固体香料球及其制备方法和在卷烟滤棒中的应用 |
CN106115892A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 陈建峰 | 一种包覆型黑糖改性纳米铁地下水修复剂的制备方法 |
CN110202162A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-09-06 | 吉林大学 | 采用硫化纳米铁修复六价铬污染地下水的方法 |
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