CN110975846A - 粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂及其制备方法和应用，该粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，按重量份计，包括以下组分：粘土矿物：2份，十六烷基三甲基溴化铵：0.1‑2份，导电聚合物单体：1‑4份，过硫酸铵：3‑6份，盐酸溶液：10‑20份，水：75‑150份。本发明以粘土矿物作为聚合反应的载体，通过原位聚合的方法合成粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，有效解决了导电聚合物在水体中易团聚的问题，该复合吸附剂在水体中表现出良好的分散性，且其具有静电吸附、离子交换和还原三重作用，对水体中的各类阴、阳离子污染物都能表现很好的吸附作用。

Description

粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水污染治理技术领域，特别涉及一种粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国水污染问题日趋严重，严重危害人类生命健康安全。目前广泛存在于水体中的重金属和有机污染物具有毒性大、迁移性强、分布广、不易降解等特点，存在致畸、致癌、致突变等潜在危害。各种传统方法已被应用于去除水体中污染物，吸附法因其操作简单、技术可行而受到重视，传统的吸附法大多只针对于处理单一污染物，而实际废水成分复杂，因此，制备能够吸附多种污染物的吸附材料是关键所在。
粘土矿物具有高分散性、阳离子交换性、吸附性和层间孔距可调节性等特点。累托石的阳离子交换性能在水处理领域被广泛研究，能够去除水体中阳离子污染物，但对于水体中的阴离子污染物，例如Cr2O7 2-，其去除能力有限。
导电聚合物(聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等)因其无毒、稳定、成本低、易于大规模合成等优点而备受关注，具有很好的吸附性和阴离子交换性，可以自发还原一些有毒的重金属和有机物。但是由于聚合物颗粒间通过π-π堆积而产生的团聚作用，单独聚合物的应用存在一定局限性。
目前，现有技术中将导电聚合物负载在火山灰、埃洛石、活性炭或是氮化钛上，某种程度上解决了其团聚问题，但存在制备方法复杂、成本高，只能吸附阴离子等缺点，不能适用于成分复杂的化工废水。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，以解决现有污水处理吸附剂吸附效果差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，按重量份计，包括以下组分：粘土矿物：2份，十六烷基三甲基溴化铵：0.1-2份，导电聚合物单体：1-4份，过硫酸铵：3-6份，盐酸溶液：10-20份，水：75-150份。
可选地，所述粘土矿物为累托石、蒙脱石、高岭土、伊利石、膨润土、海泡石和沸石中的一种或多种。
可选地，所述导电聚合物单体为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种。
本发明的第二目的在于提供一种制备上述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的方法，该制备方法，包括以下步骤：
1)将所述粘土矿物分散于所述水中，搅拌，得到粘土悬浊液；
2)搅拌过程中，向所述粘土悬浊液中加入所述十六烷基三甲基溴化铵、所述导电聚合物单体，得到混合液A；
3)将所述过硫酸铵溶解于所述盐酸溶液中后，加入至所述混合液A中，搅拌反应一段时间，然后，过滤、洗涤、干燥、研磨，得到粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂。
可选地，所述步骤1)中所述搅拌的搅拌时间为0.1-2h。
可选地，所述步骤2)中所述搅拌的搅拌时间为0.1-2h。
可选地，所述步骤3)中所述盐酸溶液的摩尔浓度为1-5M，所述搅拌反应的搅拌时间为4-16h，所述干燥的干燥温度为30-105℃，干燥时间为2-8h。
本发明的第三目的在于提供一种上述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的在废水处理中的应用，该应用，包括以下步骤：
将粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至废水中，搅拌反应一段时间后，分离，得到吸附污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水，其中，1L所述废水中，所述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的投加量为0.1-2g/L；所述搅拌反应的搅拌时间为0.1-16h，搅拌温度为15-45℃。
可选地，该应用，还包括以下步骤：将吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的酸搅拌浸泡0.1-2h解吸，再用0.1-5M的碱搅拌浸泡0.1-2h，进行粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的活化再生；
将吸附阴离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的碱搅拌浸泡0.1-2h解吸，再用0.1-5M的酸搅拌浸泡0.1-2h，进行粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的活化再生。
本发明的第四目的在于提供一种上述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的在废水处理中的应用，该应用，包括以下步骤：
1)将粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至阴离子废水中，调节pH至1-4，搅拌反应一段时间后，分离，得到吸附阴离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水，其中，1L所述阴离子废水中，所述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的投加量为0.1-2g/L；所述搅拌反应的搅拌时间为0.1-16h，搅拌温度为15-45℃；
2)将吸附阴离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的碱搅拌浸泡0.1-2h解吸，干燥，得到第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂；
3)将第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至阳离子废水，调节pH至9-13，搅拌反应一段时间后，分离，得到吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水，其中，1L所述阳离子废水中，所述第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的投加量为0.1-2g/L；所述搅拌反应的搅拌时间为0.1-16h，搅拌温度为15-45℃；
4)将吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的酸搅拌浸泡0.1-2h解吸，干燥，得到第二次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂；
5)将第二次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至阴离子废水中，并按照上述步骤1)-4)，循环往复，进行废水中阴、阳离子污染物的连续吸附-解吸。
相对于现有技术，本发明所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂具有以下优势：
1、本发明以粘土矿物作为聚合反应的载体，通过原位聚合的方法合成粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，有效解决了导电聚合物在水体中易团聚的问题，该复合吸附剂在水体中表现出良好的分散性，且其具有静电吸附、离子交换和还原三重作用，对水体中的各类阴、阳离子污染物都能表现很好的吸附作用。
2、本发明的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂制备方法简单、以粘土片作为载体成本低廉，制备过程中无剧烈化学反应、无有害物质释放，无二次污染，且易循环再生，有利于实际工业生产。
3、本发明的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂在酸性和碱性条件下，具有不同的性质，使得本发明的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂在酸碱条件下具有连续吸附阴、阳离子污染物并再生的效果，且其再生过程不需要活化步骤，大大降低了其再生成本，并使其循环吸附效果显著增强。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂的XRD图；
图2为本发明实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂的扫描电镜图；
图3为本发明实施例1-5的累托石/聚吡咯复合吸附剂对Cr(VI)的吸附量图；
图4为本发明实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂对各种有机染料的吸附效果图；
图5为本发明实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂对Cr(VI)的循环吸附效果图；
图6为本发明实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂连续去除水体中阴、阳离子污染物的效果图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合附图和实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，具体采用以下方法制得：
1)将2g累托石(Ca-REC)分散于100mL水(超纯水)中，搅拌0.1-2h，得到均匀分散的粘土悬浊液(累托石悬浊液)；
2)向粘土悬浊液中加入1g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB固体)，然后，在搅拌过程中，缓慢滴加3mL吡咯单体，即本实施例中累托石与吡咯单体的质量体积比为1∶1.5，其中，搅拌过程的搅拌时间为0.1-2h，得到混合液A(吡咯-累托石混合液)；
3)将10.2g过硫酸铵溶解于50mL浓度为5M的盐酸溶液中后，在搅拌过程中，加入至混合液A中，搅拌反应12h，然后，过滤、水洗、醇洗、60℃鼓风干燥6h，随后，研磨，得到粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，即累托石/聚吡咯(Ca-REC/PPy)复合吸附剂。
对本实施例的累托石(Ca-REC)、聚吡咯(PPy)和累托石/聚吡咯(Ca-REC/PPy)复合吸附剂进行XRD测试，测试结果如图1所示。
由图1可知，累托石的XRD图谱中，在2θ＝17.90°、18.74°、19.97°、25.37°、26.51°、27.46°、29.09°、33.00°、35.15°、54.51°、62.61°处均存在一系列较为明显的累托石特征峰；随着聚吡咯的复合，这些特征峰依旧存在，但是峰强减弱，并且向左偏移，这些现象表明二者成功复合，并且存在一部分的聚吡咯进入了累托石层间，使累托石粘土片产生一定程度的剥离。
对本实施例的累托石/聚吡咯(Ca-REC/PPy)复合吸附剂进行SEM测试，测试结果如图2所示。
由图2可知，聚吡咯颗粒均匀的覆盖在累托石黏土片的表面。其中钙基累托石起到载体的作用，聚吡咯颗粒作为活性位点可以提升复合材料的吸附效果。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：累托石与吡咯单体的质量体积比为1∶0.5，即在粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的制备过程中，累托石的加入量为2g吡咯单体的加入量为1mL。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：累托石与吡咯单体的质量体积比为1∶0.75，即在粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的制备过程中，累托石的加入量为2g吡咯单体的加入量为1.5mL。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：累托石与吡咯单体的质量体积比为1∶1，即在粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的制备过程中，累托石的加入量为2g吡咯单体的加入量为2mL。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：累托石与吡咯单体的质量体积比为1∶2，即在粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的制备过程中，累托石的加入量为2g吡咯单体的加入量为4mL。
实施例6
将实施例1-5的累托石/聚吡咯复合吸附剂用于含Cr(VI))废水的处理，具体步骤如下：
将0.1g累托石/聚吡咯复合吸附剂投入至100mL、Cr(VI)浓度为250mg/L的水溶液中，调节溶液初始pH至2，控制恒温振荡器温度为25℃，转速为200r/min，反应6h后过滤，得到吸附污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水。
对反应前后溶液中的Cr(VI)含量进行测试，测试结果如图3所示。
由图3可知，本发明实施例1-5的累托石/聚吡咯复合吸附剂对Cr(VI)均具有良好的吸附性，其对Cr(VI)的吸附容量可达250mg/g，且对Cr(VI)的去除率可达100％。
实施例7
将实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂用于含甲基橙、酸性红G、活性红X-3B或亚甲蓝废水的处理，具体步骤如下：
分别将0.1g累托石/聚吡咯复合吸附剂投入至100mL甲基橙(浓度为100mg/L)、酸性红G(浓度为100mg/L)、活性红X-3B(浓度为100mg/L)或亚甲蓝(50mg/L)的水溶液中，控制恒温振荡器温度为25℃，转速为200r/min，特定时间间隔取样，过滤，得到吸附污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水。
对反应前后溶液中甲基橙、酸性红G、活性红X-3B或亚甲蓝的浓度进行检测，测试结果如图4所示。
由图4可知，本实施例的累托石/聚吡咯复合吸附剂对上述各阴阳离子污染物都有很好的去除效果，实际应用价值较强。
实施例8
将实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂用于含Cr(VI))废水的处理，具体步骤如下：
1)将累托石/聚吡咯复合吸附剂(1∶1.5)投入至Cr(VI)浓度为100mg/L的水溶液中，调节溶液初始pH至2，并在25℃下搅拌反应16h，其中，1L含Cr(VI))废水中，累托石/聚吡咯复合吸附剂的投加量为1g/L，待搅拌反应结束后，将复合吸附剂与废水分离，得到吸附污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂(吸附Cr的累托石/聚吡咯复合吸附剂)和再生水；
2)将吸附Cr的累托石/聚吡咯复合吸附剂用2M的氢氧化钠溶液搅拌浸泡2h解吸，然后，将解吸后材料用2M的盐酸溶液搅拌浸泡2h活化再生，并用于含Cr(VI))废水的处理，按照上述步骤如此循环5次。
对各循环过程的反应前后溶液中的Cr(VI)含量进行测试，测试结果如图5所示。
由图5可知，本实施例的累托石/聚吡咯复合吸附剂在循环再生3轮时，累托石/聚吡咯复合吸附剂原有的吸附-还原性能损失较小，可良好应用于实际含铬废水的去除。
实施例9
将实施例1的累托石/聚吡咯复合吸附剂用于含Cr(VI)和罗丹明B废水的处理，具体步骤如下：
1)将累托石/聚吡咯复合吸附剂(1∶1.5)投入至Cr(VI)浓度为100mg/L的水溶液中，调节溶液初始pH至2，并在25℃下搅拌反应16h，其中，1L含Cr(VI)废水中，累托石/聚吡咯复合吸附剂的投加量为1g/L，待搅拌反应结束后，将复合吸附剂与废水分离，得到吸附污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂(吸附Cr的累托石/聚吡咯复合吸附剂)和再生水；
2)将吸附Cr的累托石/聚吡咯复合吸附剂用2M的氢氧化钠溶液搅拌浸泡2h解吸，干燥，得到第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂(第一次再生累托石/聚吡咯复合吸附剂)；
3)将第一次再生累托石/聚吡咯复合吸附剂加入至罗丹明B浓度为5mg/L的水溶液中，调节溶液初始pH至10，并在25℃下搅拌反应2h，待搅拌反应结束后，将复合吸附剂与废水分离，得到吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂(吸附罗丹明B的累托石/聚吡咯复合吸附剂)和再生水，其中，1L含罗丹明B废水中，第一次再生累托石/聚吡咯复合吸附剂的投加量为1g/L；
4)将吸附罗丹明B的累托石/聚吡咯复合吸附剂用2M的盐酸溶液搅拌浸泡0.1-2h解吸，干燥，得到第二次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂(第二次再生累托石/聚吡咯复合吸附剂)；
5)将第二次再生累托石/聚吡咯复合吸附剂投入至Cr(VI)浓度为100mg/L的水溶液中，并按照上述步骤1)-4)，循环往复，进行废水中阴、阳离子污染物的连续吸附-解吸。
对各循环过程的反应前后溶液中的Cr(VI)和罗丹明B含量进行测试，测试结果如图6所示。
由图6可知，本实施例的累托石/聚吡咯复合吸附剂在循环再生3轮时，累托石/聚吡咯复合吸附剂原有的吸附-还原性能损失较小，其对不同的污染物都展现出很好的吸附效果，可应用于不同条件的实际废水中。
需要说明的是，采用本发明的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂实现对废水中阴、阳离子污染物的连续吸附-解吸时，不局限于实施例9的方法，其也可先进行阳离子废水的吸附解吸，再进行阴离子废水的吸附解吸，实现连续吸附-解吸，即可先进行实施例9中步骤3)和步骤4)的过程，再进行步骤1)和步骤2)的过程。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：粘土矿物：2份，十六烷基三甲基溴化铵：0.1-2份，导电聚合物单体：1-4份，过硫酸铵：3-6份，盐酸溶液：10-20份，水：75-150份。
2.根据权利要求1所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，其特征在于，所述粘土矿物为累托石、蒙脱石、高岭土、伊利石、膨润土、海泡石和沸石中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，其特征在于，所述导电聚合物单体为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种。
4.制备权利要求1或2或3所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将所述粘土矿物分散于所述水中，搅拌，得到粘土悬浊液；
2)搅拌过程中，向所述粘土悬浊液中加入所述十六烷基三甲基溴化铵、所述导电聚合物单体，得到混合液A；
3)将所述过硫酸铵溶解于所述盐酸溶液中后，加入至所述混合液A中，搅拌反应一段时间，然后，过滤、洗涤、干燥、研磨，得到粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂。
5.根据权利要求4所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述搅拌的搅拌时间为0.1-2h。
6.根据权利要求1所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，其特征在于，所述步骤2)中所述搅拌的搅拌时间为0.1-2h。
7.根据权利要求1所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂，其特征在于，所述步骤3)中所述盐酸溶液的摩尔浓度为1-5M，所述搅拌反应的搅拌时间为4-16h，所述干燥的干燥温度为30-105℃，干燥时间为2-8h。
8.权利要求1或2或3所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂在废水处理中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
将粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至废水中，搅拌反应一段时间后，分离，得到吸附污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水，其中，1L所述废水中，所述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的投加量为0.1-2g/L；所述搅拌反应的搅拌时间为0.1-16h，搅拌温度为15-45℃。
9.根据权利要求8所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂在废水处理中的应用，其特征在于，还包括以下步骤：
将吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的酸搅拌浸泡0.1-2h解吸，再用0.1-5M的碱搅拌浸泡0.1-2h，进行粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的活化再生；
将吸附阴离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的碱搅拌浸泡0.1-2h解吸，再用0.1-5M的酸搅拌浸泡0.1-2h，进行粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的活化再生。
10.权利要求1或2或3所述的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂在废水处理中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
1)将粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至阴离子废水中，调节pH至1-4，搅拌反应一段时间后，分离，得到吸附阴离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水，其中，1L所述阴离子废水中，所述粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的投加量为0.1-2g/L；所述搅拌反应的搅拌时间为0.1-16h，搅拌温度为15-45℃；
2)将吸附阴离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的碱搅拌浸泡0.1-2h解吸，干燥，得到第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂；
3)将第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至阳离子废水，调节pH至9-13，搅拌反应一段时间后，分离，得到吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂和再生水，其中，1L所述阳离子废水中，所述第一次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂的投加量为0.1-2g/L；所述搅拌反应的搅拌时间为0.1-16h，搅拌温度为15-45℃；
4)将吸附阳离子污染物的粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂用0.1-5M的酸搅拌浸泡0.1-2h解吸，干燥，得到第二次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂；
5)将第二次再生粘土矿物/导电聚合物复合吸附剂加入至阴离子废水中，并按照上述步骤1)-4)，循环往复，进行废水中阴、阳离子污染物的连续吸附-解吸。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111534507A (zh) * 2020-06-17 2020-08-14 武汉工程大学 一种粘土矿物原矿固定化微生物菌剂及制备方法和应用
CN111545177A (zh) * 2020-04-15 2020-08-18 济南大学 一种改性磁性竹纤维复合吸附剂的制备方法
CN111675379A (zh) * 2020-06-17 2020-09-18 武汉工程大学 一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法
CN113042013A (zh) * 2021-03-26 2021-06-29 陕西科技大学 一种聚吡咯改性膨润土的吸附材料、制备方法及应用
CN114832802A (zh) * 2022-05-07 2022-08-02 苏州科技大学 聚噻吩-吡咯改性mcm-41的制备方法和应用
CN115318253A (zh) * 2022-08-01 2022-11-11 浙江工业大学 一种导电高分子聚合物-黑滑石复合吸附剂的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102350317A (zh) * 2011-07-04 2012-02-15 西安交通大学苏州研究院 聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂及其制备、应用和再生方法
CN103861571A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 西安交通大学 聚苯胺复合二氧化钛吸附剂的制备方法、应用及再生方法
CN107442081A (zh) * 2017-08-18 2017-12-08 中国科学院兰州化学物理研究所 以Pickering 水基泡沫为模板构筑多孔重金属吸附剂的方法
CN110560009A (zh) * 2019-09-18 2019-12-13 武汉工程大学 马来酸酐修饰的豌豆壳基生物吸附剂的制备方法及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102350317A (zh) * 2011-07-04 2012-02-15 西安交通大学苏州研究院 聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂及其制备、应用和再生方法
CN103861571A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 西安交通大学 聚苯胺复合二氧化钛吸附剂的制备方法、应用及再生方法
CN107442081A (zh) * 2017-08-18 2017-12-08 中国科学院兰州化学物理研究所 以Pickering 水基泡沫为模板构筑多孔重金属吸附剂的方法
CN110560009A (zh) * 2019-09-18 2019-12-13 武汉工程大学 马来酸酐修饰的豌豆壳基生物吸附剂的制备方法及其应用

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LI, WENYUN ET AL: "Adsorption studies of Orange II onto polyaniline/bentonite nanocomposite", 《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
MENG, FANQIU ET AL: "Adsorption of metanil yellow from aqueous solution using polyaniline-bentonite composite", 《COLLOID AND POLYMER SCIENCE》 *
XU, YAOLEI ET AL: "Adsorption and reduction of chromium(VI) from aqueous solution using polypyrrole/calcium rectorite composite adsorbent", 《WATER RESEARCH》 *
倪中应 等: "镉污染农田土壤修复技术研究进展", 《安徽农学通报》 *
冯志桃: "累托石表面改性及其对废水中无机污染物的吸附研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
郑智阳: "表面活性剂修饰聚合物/二氧化钛对铀(VI)吸附性能的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545177A (zh) * 2020-04-15 2020-08-18 济南大学 一种改性磁性竹纤维复合吸附剂的制备方法
CN111534507A (zh) * 2020-06-17 2020-08-14 武汉工程大学 一种粘土矿物原矿固定化微生物菌剂及制备方法和应用
CN111675379A (zh) * 2020-06-17 2020-09-18 武汉工程大学 一种利用粘土原矿还原-催化处理水中复合污染的方法
CN113042013A (zh) * 2021-03-26 2021-06-29 陕西科技大学 一种聚吡咯改性膨润土的吸附材料、制备方法及应用
CN114832802A (zh) * 2022-05-07 2022-08-02 苏州科技大学 聚噻吩-吡咯改性mcm-41的制备方法和应用
CN114832802B (zh) * 2022-05-07 2024-03-08 苏州科技大学 聚噻吩-吡咯改性mcm-41的制备方法和应用
CN115318253A (zh) * 2022-08-01 2022-11-11 浙江工业大学 一种导电高分子聚合物-黑滑石复合吸附剂的制备方法

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