CN110898801A - 一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备及其在水中低浓度磺胺甲恶唑去除中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法及其在水中低浓度磺胺甲恶唑去除中的应用，属于生物炭制备技术领域。该复合材料的制备方法是将污水处理厂的主要副产物市政污泥烘干后，利用高温管式炉在厌氧条件下热解，然后利用十二烷基磺酸钠和羧酸化的多层碳纳米管对上述污泥生物炭进行加载处理，最后在管式炉中进行二次煅烧处理获得复合材料CNT‑SBC。本发明制备的CNT‑SBC对水中低浓度的磺胺甲恶唑具有较高的去除率，在温度为25℃时其吸附能力可达2.35×105μg/g。本发明以污泥作为原料，既实现了污泥的资源化利用，同时也实现了水中低浓度磺胺甲恶唑的高效去除，且不会向水体中引入新的污染物，是一种对水中抗生素极具潜力且能够大规模应用的去除方法。

Description

一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备及其在水中低浓 度磺胺甲恶唑去除中的应用
技术领域
本发明属于生物炭制备和水处理技术领域，具体是涉及利用碳纳米管和污泥生物炭制备的复合材料作为吸附剂去除水中抗生素的方法。
背景技术
我国已成为世界上最大的抗生素生产和消费国，抗生素年产量2.1×105t，人均抗生素使用量为138g/年，人均消费量是美国的10倍。抗生素被广泛用于治疗人和动物的各种疾病，抗生素进入和动物体内除少部分被完全代谢和吸收外，多数未被代谢的抗生素最终以原生化合物或代谢产物形式，通过粪便和尿液排出体外而进入生态系统中。大量研究表明，抗生素广泛存在于河流、湖泊、海洋和土壤中，且抗生素的浓度范围为ng-μg/L，这些抗生素即使在极低的浓度也会对生态系统、人和动物的健康产生极大的威胁。环境中的抗生素主要包括：磺胺类、氟喹诺酮类、大环内酯类、β-内酰胺类、氯霉素和四环素。磺胺类抗生素具有具有广谱抗菌性，是使用量最大、使用最广泛和在水体中最常被检出的抗生素类抗生素种类之一，其中以磺胺甲恶唑最具代表性。根据2014年在所有联合国五大地区检测到的多种全球销售的药物数据显示，水环境中发现磺胺甲恶唑的国家数量达到47个。研究证实，用含磺胺甲恶唑的废水对玉米进行灌溉能够抑制玉米根系的生长，高浓度甚至会导致其死亡。同时，环境中磺胺甲恶唑的广泛存在，会导致细菌的耐药性增强，产生超级细菌，增强其传播性，使人和动物产生不可治愈的感染。先前的研究多集中于高浓度磺胺甲恶唑的去除研究，而关于更加接近于环境中实际浓度的低浓度磺胺甲恶唑去除却鲜有报道。
由于抗生素极低的浓度使其在环境中难以被检测到，因此尚未被列入相关国家的法律法规而被称为新型污染物，但其存在的潜在风险已经引起世界各国的广泛关注。传统的污水处理厂对抗生素等有机污染物去除的主要原理还是依赖于传统的活性污泥法(二级处理，对这些污染物不能完全去除)。新型的污水处理技术包括：高级氧化或先进的膜技术、生物降解和吸附技术等。高级氧化技术操作复杂、运行成本高，且降解产生的副产物可能会对生态环境产生更加严重的二次污染，导致实际运用中不可操作。生物处理技术存在对环境条件要求严格，降解效率低和耗时长等缺点。与高级氧化技术和生物处理技术相比，吸附具有操作简单、经济和高效等优点，能够广泛用于实际环境中抗生素的处理。
污泥是污水处理厂污水处理后的主要副产物，其巨大的产量问题给环境带来了极大的潜在威胁，如何实现污泥资源化利用成为当前亟待解决的一个迫切问题。研究发现，由于污泥有机质的含量高，产炭率高，能够经热解制成生物吸附材料(如污泥基生物炭)，使其成为一个潜在的污染物可持续去除新手段。研究证实，污泥制备的生物炭具有一定的表面积和孔隙结构，使其对环境中的污染物具有一定的吸附能力，但受限于其相对较小的表面积和较差的孔隙结构，使其对抗生素等大分子有机物的吸附能力相对较差。碳纳米管的主要成分是碳，具有极佳的表面积和孔隙结构，生物炭表面加载碳纳米管可显著改善其物理特征，增强其吸附能力，且不会向水体中引入新的污染物或破坏水环境的稳定性。目前，关于污泥生物炭加载碳纳米管吸附去除水中低浓度磺胺甲恶唑的研究尚未报道。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种对水体中低浓度抗生素处理效果好的一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料，既能够实现污泥的资源化利用，又能够实现水中低浓度抗生素高效去除的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，包含如下步骤：
(1)碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备：将污泥烘干至恒重，磨碎，然后于厌氧条件下热解，磨碎，获得污泥生物炭SBC；
(2)十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液的制备：将十二烷基磺酸钠和碳纳米管加入去离子水中，超声振荡，获得十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液；
(3)将步骤(1)所得SBC加入步骤(2)制备的十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液中，搅拌均匀，然后烘干至恒重，然后煅烧、磨碎、过筛，既得所述碳纳米管和污泥生物炭复合材料CNT-SBC。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述步骤(1)中，烘干温度为60-80℃；所述热解条件为N2流速0.5-1L/min，温度上升速率为10-20℃/min，在400-600℃条件下热解1.5-2h；磨碎后过100-200目筛，过筛后，避光密封保存于干燥器中。
作为上述技术方案的改进，所述步骤(2)中，十二烷基磺酸钠和碳纳米管比例为1g:1-3g，加入100-150mL去离子水中。
作为上述技术方案的改进，所述步骤(2)中，超声振荡功率为300-450W，超声振荡时间为60-120min。
作为上述技术方案的改进，所述步骤(3)中，SBC与十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液按照2-6g：100-150mL混合。
作为上述技术方案的改进，所述步骤(3)中，搅拌过程为在转速300-500r/min和25±2℃条件下搅拌60-120min；煅烧条件为N2流速0.5-1L/min，温度上升速率为10-20℃/min，在400-600℃条件下煅烧90-120min；过筛具体为过100-200目筛，过筛后，避光密封保存于干燥器中。
一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料，所述碳纳米管和污泥生物炭复合材料是由上述任一方法制备而成。
一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料在水中磺胺甲恶唑去除中的应用，将污泥生物炭SBC、碳纳米管和污泥生物炭复合材料CNT-SBC将污泥生物炭SBC、碳纳米管和污泥生物炭复合材料CNT-SBC按照2-6g:1g的比例混合作为吸附剂投加入含磺胺甲恶唑抗生素的水溶液中，吸附平衡后过膜即得去除磺胺甲恶唑抗生素后的水溶液作为吸附剂投加入含磺胺甲恶唑抗生素的水溶液中，吸附平衡后过膜即得去除磺胺甲恶唑抗生素后的水溶液。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的应用进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述含磺胺甲恶唑抗生素的水溶液中磺胺甲恶唑的浓度为100-10000μg/L、pH为2-10；吸附剂投加量为0.1-0.5g/L。
作为上述技术方案的优选，所述吸附反应温度为15-35℃。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：提供了利用碳纳米管和污泥生物炭复合材料作为吸附剂去除水中抗生素的有效方法，既可以有效去除水中低浓度的抗生素，减轻其产生生态和环境危害，又能够实现污泥的资源化利用。
(1)本发明的CNT-SBC-1对磺胺甲恶唑具有最强的吸附能力，吸附剂CNT-SBC-1(0.1g/L)对浓度为500μg/L的磺胺甲恶唑的去除率超过90％。根据Langmuir吸附等温线CNT-SBC-1对磺胺甲恶唑的最大吸附容量可达2.35×105μg/g。
(2)与其他新型污染物处理技术(高级氧化或膜技术、生物处理技术)相比，本发明采用的碳纳米管和污泥生物炭复合材料吸附去除水中抗生素的方法，具有环境友好、经济高效和可大规模应用的前景。
(3)本发明制备的碳纳米管和污泥生物炭复合材料，既能够实现污泥的资源化利用，又能实现水中低浓度抗生素的高效去除。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1(a)为剂量为0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3在5min时对磺胺甲恶唑的去除率；
图1(b)为剂量为0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3在10min时对磺胺甲恶唑的去除率；
图1(c)为剂量为0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3在20min时对磺胺甲恶唑的去除率；
图1(d)为剂量为0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3在30min时对磺胺甲恶唑的去除率；
图1(e)为剂量为0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3在60min时对磺胺甲恶唑的去除率；
图1(f)为剂量为0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3在120min时对磺胺甲恶唑的去除率；
图2为SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3作为吸附剂时溶液pH与磺胺甲恶唑去除率的关系曲线；
图3(a)为SBC作为吸附剂时反应温度和磺胺甲恶唑浓度与其吸附量的关系；
图3(b)为CNT-SBC-1作为吸附剂时反应温度和磺胺甲恶唑浓度与其吸附量的关系；
图3(c)为CNT-SBC-2作为吸附剂时反应温度和磺胺甲恶唑浓度与其吸附量的关系；
图3(d)为CNT-SBC-3作为吸附剂时反应温度和磺胺甲恶唑浓度与其吸附量的关系；
图4为SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3的XRD图谱；
图5(a)为SBC的SEM图谱；
图5(b)为CNT-SBC-1的SEM图谱；
图5(c)为CNT-SBC-2的SEM图谱；
图5(d)为CNT-SBC-3的SEM图谱；
图6(a)为SBC的N2吸附解吸等温线和孔隙分布图谱；
图6(b)为CNT-SBC-1的N2吸附解吸等温线和孔隙分布图谱；
图6(c)为CNT-SBC-2的N2吸附解吸等温线和孔隙分布图谱；
图6(d)为CNT-SBC-3的N2吸附解吸等温线和孔隙分布图谱；
图7(a)为SBC吸附磺胺甲恶唑前后的FTIR图谱；
图7(b)为CNT-SBC-1吸附磺胺甲恶唑前后的FTIR图谱；
图7(c)为CNT-SBC-2吸附磺胺甲恶唑前后的FTIR图谱；
图7(d)为CNT-SBC-3吸附磺胺甲恶唑前后的FTIR图谱。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
实例一：将污泥(含水率约为80％)置于80℃烘箱中烘干至恒重，用研钵磨碎，然后置于高温管式炉中(N2流速为1L/min，升温速率为10℃/min)于500℃条件下热解120min，磨碎100目过筛，即得污泥生物炭SBC，避光密封保存于干燥器中。SBC(质量为2-6g)加入100mL含有十二烷基磺酸钠和多层碳纳米管(1g：1g)的的悬浮液中，于500r/min的磁力搅拌器中搅拌60min，然后置于80℃烘箱中烘干至恒重。将上述生物炭转入高温管式炉中与上述相同条件下煅烧120min，磨碎，过100目筛，即得碳纳米管和污泥生物炭复合材料CNT-SBC-1(SBC:CNT＝2g:1g)、CNT-SBC-2(SBC:CNT＝4g:1g)和CNT-SBC-3(SBC:CNT＝6g:1g)，避光密封保存于干燥器中。
实例二：将0.1-0.5g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3加入浓度为500μg/L的磺胺甲恶唑抗生素溶液中，于25℃恒温振荡箱中进行吸附实验，在设定的时间取样，利用HPLC-MS/MS测定磺胺甲恶唑的残余浓度，计算磺胺甲恶唑在不同时间的去除率。
由图1(a)-图1(f)可知，不同吸附剂均在初始阶段对磺胺甲恶唑的去除速率最高。磺胺甲恶唑的去除率随反应时间、污泥生物炭碳纳米管的加载量和吸附剂的投加量的增加而升高。不同吸附剂对磺胺甲恶唑的去除能力表现为CNT-SBC-1>CNT-SBC-2>CNT-SBC-3>SBC。
实例三：将0.1g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3加入浓度为500μg/L的磺胺甲恶唑溶液中(溶液用0.1mol/L的HCl和NaOH调节pH为2-10，于25℃恒温振荡箱中进行反应，并于反应平衡时,利用HPLC-MS/MS测定抗生素的浓度，计算其去除率。
由图2可知，吸附剂SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3对CIP、磺胺甲恶唑的吸附去除能力受溶液pH的影响。不同吸附剂均在pH＝3-4时对磺胺甲恶唑的去除率最高，最高去除率可达29.7％-92.7％。
实例四：将0.1g/L的SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3加入浓度分别为100、200、500、1000、2000、4000、6000、8000和10000μg/L的磺胺甲恶唑溶液中，调节溶液pH为最佳值，于反应平衡时，利用HPLC-MS/MS测定抗生素的浓度。
由图3(a)-图3(d)可知，以SBC、CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3为吸附剂，其对磺胺甲恶唑的吸附能力随磺胺甲恶唑的浓度升高而增加，其对磺胺甲恶唑的最大吸附量可达5.43×103-2.35×104μg/g。
由图4的XRD图谱可知，SBC和CNT-SBC的主要成分是碳和硅，CNT-SBC-1、CNT-SBC-2和CNT-SBC-3的晶体结构上出现石墨烯的结构，证明CNT被成功加载至SBC上。
图5为SBC和CNT-SBC的SEM图谱。与图5(a)SBC相比，图5(b)CNT-SBC-1、图5(c)CNT-SBC-2和图5(d)CNT-SBC-3表面出现管状分支结构，与上述图4的XRD图谱相一致，证明CNT被成功加载至SBC上。管状的分支结构能够使SBC拥有更大的表面积和孔隙度，有利于磺胺甲恶唑的吸附。
由图6的SBC和CNT-SBC的N2吸附解吸等温线和孔隙分布图谱可知，SBC的表面积和孔隙度随CNT的加载量的增加而增加，这也与图5的SEM图谱表现一致。
由图7的SBC和CNT-SBC的吸附磺胺甲恶唑前后的图谱可知，SBC和CNT-SBC表面的官能团(-OH、C-O、C-C和Si-O-Si等)能够与磺胺甲恶唑发生络合作用。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，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，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备：将污泥烘干至恒重，磨碎，然后于厌氧条件下热解，磨碎，获得污泥生物炭SBC；
(2)十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液的制备：将十二烷基磺酸钠和碳纳米管加入去离子水中，超声振荡，获得十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液；
(3)将步骤(1)所得SBC加入步骤(2)制备的十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液中，搅拌均匀，然后烘干至恒重，然后煅烧、磨碎、过筛，即得所述碳纳米管和污泥生物炭复合材料CNT-SBC。
2.如权利要求1所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，烘干温度为60-80℃；所述热解条件为N2流速0.5-1L/min，温度上升速率为10-20℃/min，在400-600℃条件下热解1.5-2h；磨碎后过100-200目筛，过筛后，避光密封保存于干燥器中。
3.如权利要求1所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，十二烷基磺酸钠和碳纳米管比例为1g:1-3g，加入100-150mL去离子水中。
4.如权利要求1所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，超声振荡功率为300-450W，超声振荡时间为60-120min。
5.如权利要求1所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，SBC与十二烷基磺酸钠和碳纳米管悬浮液按照2-6g：100-150mL混合。
6.如权利要求1所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，搅拌过程为在转速300-500r/min和25±2℃条件下搅拌60-120min；煅烧条件为N2流速0.5-1L/min，温度上升速率为10-20℃/min，在400-600℃条件下煅烧90-120min；过筛具体为过100-200目筛，过筛后，避光密封保存于干燥器中。
7.一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料，其特征在于：所述碳纳米管和污泥生物炭复合材料是由权利要求1-6任一方法制备而成。
8.一种碳纳米管和污泥生物炭复合材料在水中低浓度磺胺甲恶唑去除中的应用，其特征在于：将污泥生物炭SBC、碳纳米管和污泥生物炭复合材料CNT-SBC按照2-6g:1g的比例混合作为吸附剂投加入含低浓度磺胺甲恶唑抗生素的水溶液中，吸附平衡后过膜即得去除磺胺甲恶唑抗生素后的水溶液。
9.如权利要求8所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料在水中磺胺甲恶唑去除中的应用，其特征在于：所述含磺胺甲恶唑抗生素的水溶液中磺胺甲恶唑的浓度为100-10000μg/L、pH为2-10；吸附剂投加量为0.1-0.5g/L。
10.如权利要求8所述的碳纳米管和污泥生物炭复合材料在水中磺胺甲恶唑去除中的应用，其特征在于：所述吸附反应温度为15-35℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114225912A (zh) * 2021-12-25 2022-03-25 池州学院 一种改性疏水材料及其制备方法和用途

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101497701A (zh) * 2009-03-02 2009-08-05 天津大学 多壁碳纳米管/十二烷基磺酸钠/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法
CN102774847A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 中国科学院生态环境研究中心 一种新型磁性分子筛吸附剂材料的制备及使用方法
CN103523848A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 南京大学 马尾松木屑所制木炭去除水体中磺胺类抗生素的方法及应用
CN103523849A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 南京大学 一种秸秆木炭吸附去除水体中磺胺甲恶唑的方法和应用
CN106179215A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 辽宁石油化工大学 水生植物生物炭‑碳纳米管复合材料的制备方法与应用
CN106943835A (zh) * 2017-02-28 2017-07-14 沈阳理工大学 一种利用污泥和畜禽粪便制备空气净化材料和复合肥的方法
CN107686142A (zh) * 2017-08-25 2018-02-13 华南农业大学 造纸污泥基生物炭在去除水体中抗生素或重金属与抗生素的应用
CN109020149A (zh) * 2018-09-15 2018-12-18 东莞理工学院 一种污泥回收资源化利用方法及资源化利用装置
US20190099743A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-04 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Catalyst Composition Including a Biochar, and Related Methods
CN109569519A (zh) * 2018-10-22 2019-04-05 江汉大学 利用城市污泥制备活性污泥炭基甲醛吸附剂的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101497701A (zh) * 2009-03-02 2009-08-05 天津大学 多壁碳纳米管/十二烷基磺酸钠/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法
CN102774847A (zh) * 2011-05-09 2012-11-14 中国科学院生态环境研究中心 一种新型磁性分子筛吸附剂材料的制备及使用方法
CN103523848A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 南京大学 马尾松木屑所制木炭去除水体中磺胺类抗生素的方法及应用
CN103523849A (zh) * 2013-10-21 2014-01-22 南京大学 一种秸秆木炭吸附去除水体中磺胺甲恶唑的方法和应用
CN106179215A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 辽宁石油化工大学 水生植物生物炭‑碳纳米管复合材料的制备方法与应用
CN106943835A (zh) * 2017-02-28 2017-07-14 沈阳理工大学 一种利用污泥和畜禽粪便制备空气净化材料和复合肥的方法
CN107686142A (zh) * 2017-08-25 2018-02-13 华南农业大学 造纸污泥基生物炭在去除水体中抗生素或重金属与抗生素的应用
US20190099743A1 (en) * 2017-10-04 2019-04-04 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Catalyst Composition Including a Biochar, and Related Methods
CN109020149A (zh) * 2018-09-15 2018-12-18 东莞理工学院 一种污泥回收资源化利用方法及资源化利用装置
CN109569519A (zh) * 2018-10-22 2019-04-05 江汉大学 利用城市污泥制备活性污泥炭基甲醛吸附剂的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王哲等: ""碳纳米管对磺胺甲恶唑的吸附过程及其机理研究"", 《安全与环境学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114225912A (zh) * 2021-12-25 2022-03-25 池州学院 一种改性疏水材料及其制备方法和用途
CN114225912B (zh) * 2021-12-25 2023-09-22 池州学院 一种吸附剂在吸附盐酸四环素和盐酸土霉素中的应用

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