CN113083245A - 一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法为：将油页岩半焦块状固体粉碎、球磨和过筛，得到油页岩半焦粉，加氢氧化钾水溶液搅拌浸渍后，鼓风干燥，在氮气气氛、温度为800℃～850℃的条件下活化后，经酸洗、水洗，得到油页岩半焦炭基吸附材料，加入铁盐溶液搅拌后过滤、干燥得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料，加入复合微生物菌群混合，雾化水均匀湿润，搅拌形成湿球核，培养后圆盘造粒，得到油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂。本发明得到的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂吸附选择性和吸附性能均显著得到提高。

Description

一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法
技术领域
本发明属于油页岩半焦固废资源利用技术领域，具体涉及一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法。
背景技术
油页岩半焦是油页岩干馏炼油后的固体废弃物，1吨原矿炼油后可产生0.7～0.9吨的半焦，因灰分含量高(>60％，甘肃窑街)，其二次利用率较低，常被露天堆放。大量的油页岩半焦露天堆放不但占用土地，而且由于其本身含有一些有毒化合物，比如水溶性苯酚、硫化物硫、多环芳香烃、微量重金属元素等，雨水淋溶以及扩散后严重污染周围的水源、生物及土地，破坏土壤生产能力，从而危害居民的健康。因此，加强油页岩半焦的高值利用对保障和促进油页岩产业发展具有积极意义。
随着人口增加、社会经济快速发展，城市化进程加快,中国的水环境污染问题越来越严重。水体污染主要来源于工业废水、农业废水、生活污水及其他等，涉及的污染物种类多达2000多种。据统计，我国工业废水及日常生活污水每日排放量约1.64亿m3，且以每年18亿m3速度增加，其排放量的80％未经处理任意排放，污染了城市周边河流和地下水源，严重影响人们的健康。吸附法是废水处理的重要方法之一，污水经常规废水处理后，出水中还残留一些难降解有机物、游离氯及一些微量金属如汞、银、铬、锑、砷，利用吸附法能除去大部分这些物质。吸附法的去污效率和成本在很大程度上取决于吸附材料。活性炭是目前废水处理中普遍采用的吸附剂，因工艺简单，操作方便，用量最大。但活性炭主要是吸附水中的氨分子形式的氮，无选择性，吸附容量有限，所以脱氮效率很低。此外，活性炭不能再生且(吸附剂)用量多，成本昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法用油页岩半焦作为吸附材料，与采用秸秆等农林业废弃物生物炭材料相比，油页岩半焦成本低、机械强度和耐磨性强、性能稳定，经过活化、磁化和固定微生物后，得到的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂吸附选择性和吸附性能均显著得到提高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法为：
S1、将油页岩半焦块状固体经粉碎、球磨和过筛后，得到油页岩半焦粉；
S2、将S1中得到的油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液混合均匀后，搅拌浸渍48h后，在温度为100℃～200℃的条件下鼓风干燥48h，然后在氮气气氛下，在温度为800℃～850℃的条件下活化120min后，依次经过酸洗和水洗后，得到油页岩半焦炭基吸附材料；
活化后油页岩半焦炭基吸附材料的多孔特性为微生物菌固定化提供了合适的载体，具有抗物理降解、抗化学降解、抗生物降解的稳定性，具有一定的机械强度和结构稳定性，能被重复和连续使用；
S3、将S2中得到的油页岩半焦炭基吸附材料与浓度为0.5mol/L～4mol/L的铁盐溶液混合后，按照30次/min～50次/min的搅拌速率搅拌均匀，并加热至85℃～95℃后边搅拌边自然冷却至室温，然后用蒸馏水过滤至pH值为7.0时止，将剩余物质在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料；
S4、向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，送入双轴搅拌机内混匀，然后喷洒雾化水湿润均匀，搅拌5min～10min，形成湿球核，将所述湿球核在温度为30℃～35℃的条件下培养12h～24h后，进行圆盘造粒，得到油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂；
优选地，S1中的球磨为干法球磨，球磨的料球比为0.5：1，球磨的时间为10h～12h。
优选地，S1中所述油页岩半焦粉的平均粒径为180μm～250μm。
优选地，S2中所述油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液的用量比为1g：4mL。
优选地，S2中酸洗采用浓度均为0.5mol/L～1mol/L的盐酸水溶液、硫酸水溶液、磷酸水溶液或硝酸水溶液。
优选地，S3中所述铁盐溶液为三氯化铁溶液、硝酸铁溶液或硫酸亚铁溶液；所述油页岩半焦炭基吸附材料和铁盐溶液的质量比为1：(3～6)。
优选地，S4中所述油页岩半焦炭基磁性吸附材料和复合微生物菌群的质量比为(4～6):1。
优选地，S4中所述复合微生物菌群包括沼泽红假单胞菌、硝基还原假单胞菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽胞杆菌、蜡状芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、鲁氏不动杆菌、热带假丝酵母菌、酿酒酵母菌、硝化与反硝化菌、棒状杆菌、无色杆菌、产碱杆菌、节杆菌、土壤杆菌、乙酸钙不动杆菌、氧化亚铁硫杆菌、硫酸还原菌、霉菌、白腐菌、欧文式菌、黄单胞菌、葡萄球菌、气单胞菌、零单胞菌、副球菌、柠檬细菌、鲍特氏菌和克雷伯氏菌中的一种以上。
优选地，S4中所述湿球核中水的质量分数为12％～14％。
优选地，S2中所述油页岩半焦炭基吸附材料的平均比表面积为35m2/g～100m2/g；S4中所述油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的平均粒径为2mm～4.75mm，所述油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的平均饱和磁化强度2.78emu/g～20.35emu/g。
将磁性物质负载到油页岩半焦炭基上制备油页岩半焦炭基磁性吸附剂，赋予油页岩半焦磁响应特性，能够实现对吸附质的选择性吸附和回收再生。越高的饱和磁化强度表明越高的磁响应强度，即对吸附质的选择性吸附能力和回收再生能力越强。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂采用油页岩半焦作为吸附材料，与采用秸秆等农林业废弃物生物炭材料相比，油页岩半焦成本低、机械强度和耐磨性强、性能稳定，经过活化、磁化和固定微生物后，得到的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂吸附选择性和吸附性能均显著得到提高。采用不同固定微生物复合菌群与磁性油页岩半焦炭基材料混合制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂可应用于焦化废水、生活废水、工业废水、重金属离子废水和印染行业废水等中污染物的去除，并且本发明中采用氢氧化钾活化油页岩半焦，比常规磷酸活化法更能提高油页岩半焦吸附性能。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法为：
S1、将油页岩半焦块状固体经粉碎、按照料球比为0.5：1干法球磨12h和过筛后，得到平均粒径为180μm的油页岩半焦粉；
S2、将S1中得到的油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液混合均匀后，搅拌浸渍48h后，在温度为100℃的条件下鼓风干燥48h，然后在氮气气氛下，在温度为800℃的条件下活化120min后，依次经过0.5mol/L的盐酸水溶液酸洗和水洗后，得到平均比表面积为35m2/g的油页岩半焦炭基吸附材料；所述油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液的用量比为1g：4mL；
S3、将S2中得到的油页岩半焦炭基吸附材料与浓度为0.5mol/L的铁盐溶液混合后，按照30次/min的搅拌速率搅拌均匀，并加热至85℃后边搅拌边自然冷却至室温，然后用蒸馏水过滤至pH值为7.0时止，将剩余物质在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料；所述铁盐溶液为三氯化铁溶液；所述油页岩半焦炭基吸附材料和铁盐溶液的质量比为1：3；
向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，得到油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂
S4、向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，送入双轴搅拌机内混匀，然后喷洒雾化水湿润均匀，搅拌10min，形成湿球核，将所述湿球核在温度为30℃的条件下培养18h后，进行圆盘造粒，得到平均粒径为3.0mm、平均饱和磁化强度2.78emu/g的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂；所述湿球核中水的质量分数为12％；所述油页岩半焦炭基磁性吸附材料和复合微生物菌群的质量比为4:1；所述复合微生物菌群为质量比为1:3:2:1:1:1:1:2:2:2的假单胞杆菌、蜡状芽孢杆菌、欧文式菌、黄单胞菌、葡萄球菌、气单胞菌、零单胞菌、白腐菌、副球菌和柠檬细菌的混合物。
实施例2
本实施例的制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法为：
S1、将油页岩半焦块状固体经粉碎、按照料球比为0.5：1干法球磨12h和过筛后，得到平均粒径为250μm的油页岩半焦粉；
S2、将S1中得到的油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液混合均匀后，搅拌浸渍48h后，在温度为200℃的条件下鼓风干燥48h，然后在氮气气氛下，在温度为850℃的条件下活化120min后，依次经过1mol/L的硫酸水溶液酸洗和水洗后，得到平均比表面积为100m2/g的油页岩半焦炭基吸附材料；所述油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液的用量比为1g：4mL；
S3、将S2中得到的油页岩半焦炭基吸附材料与浓度为4mol/L的铁盐溶液混合后，按照50次/min的搅拌速率搅拌均匀，并加热至85℃～95℃后边搅拌边自然冷却至室温，然后用蒸馏水过滤至pH值为7.0时止，将剩余物质在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料；所述铁盐溶液为硝酸铁溶液；所述油页岩半焦炭基吸附材料和铁盐溶液的质量比为1：6；
S4、向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，送入双轴搅拌机内混匀，然后喷洒雾化水湿润均匀，搅拌5min，形成湿球核，将所述湿球核在温度为35℃的条件下培养12h后，进行圆盘造粒，得到平均粒径为3.5mm、平均饱和磁化强度15.2emu/g的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂；中所述湿球核中水的质量分数为13％；所述油页岩半焦炭基磁性吸附材料和复合微生物菌群的质量比为6:1；所述复合微生物菌群为等质量的沼泽红假单胞菌、酿酒酵母、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、硝基还原假单胞菌、鲁氏不动杆菌和热带假丝酵母的混合物。
实施例3
本实施例的制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法为：
S1、将油页岩半焦块状固体经粉碎、按照料球比为0.5：1干法球磨10h和过筛后，得到平均粒径为200μm的油页岩半焦粉；
S2、将S1中得到的油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液混合均匀后，搅拌浸渍48h后，在温度为150℃的条件下鼓风干燥48h，然后在氮气气氛下，在温度为820℃的条件下活化120min后，依次经过0.5mol/L硝酸水溶液酸洗和水洗后，得到平均比表面积为50m2/g的油页岩半焦炭基吸附材料；所述油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液的用量比为1g：4mL；
S3、将S2中得到的油页岩半焦炭基吸附材料与浓度为2mol/L的铁盐溶液混合后，按照400次/min的搅拌速率搅拌均匀，并加热至90℃后边搅拌边自然冷却至室温，然后用蒸馏水过滤至pH值为7.0时止，将剩余物质在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料；所述铁盐溶液为硫酸亚铁溶液；所述油页岩半焦炭基吸附材料和铁盐溶液的质量比为1：4；
S4、向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，送入双轴搅拌机内混匀，然后喷洒雾化水湿润均匀，搅拌8min，，形成湿球核，将所述湿球核在温度为32℃的条件下培养15h后，进行圆盘造粒，得到平均粒径为4.75mm、平均饱和磁化强度20.35emu/g的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂；所述湿球核中水的质量分数为14％；所述复合微生物菌群为质量比为3:3:3:1:1:1:1:1:2:2:2的假单胞菌、芽孢杆菌、硝化与反硝化菌、棒状杆菌、无色杆菌、产碱杆菌、土壤杆菌、节杆菌、乙酸钙不动杆菌、鲍特氏菌和克雷伯氏菌的混合物。
实施例4
本实施例的制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，该方法为：
S1、将油页岩半焦块状固体经粉碎、按照料球比为0.5：1干法球磨10h和过筛后，得到平均粒径为220μm的油页岩半焦粉；
S2、将S1中得到的油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液混合均匀后，搅拌浸渍48h后，在温度为180℃的条件下鼓风干燥48h，然后在氮气气氛下，在温度为830℃的条件下活化120min后，依次经过1mol/L的盐酸水溶液酸洗和水洗后，得到平均比表面积为80m2/g的油页岩半焦炭基吸附材料；所述油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液的用量比为1g：4mL；
S3、将S2中得到的油页岩半焦炭基吸附材料与浓度为3mol/L的铁盐溶液混合后，按照50次/min的搅拌速率搅拌均匀，并加热至85℃后边搅拌边自然冷却至室温，然后用蒸馏水过滤至pH值为7.0时止，将剩余物质在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料；所述铁盐溶液为三氯化铁溶液；所述油页岩半焦炭基吸附材料和铁盐溶液的质量比为1：5；
S4、向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，送入双轴搅拌机内混匀，然后喷洒雾化水湿润均匀，搅拌10min，形成湿球核，将所述湿球核在温度为30℃的条件下培养18h后，进行圆盘造粒，得到平均粒径为4.0mm、平均饱和磁化强度18.6emu/g的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂；所述湿球核中水的质量分数为12％；本实施例中的所述复合微生物菌群为质量比为2:2:2:4:1:3:3的假单胞杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽胞杆菌、酵母菌、霉菌、氧化亚铁硫杆菌和硫酸还原菌的混合物。
本实施例中的所述复合微生物菌群也可以为沼泽红假单胞菌、硝基还原假单胞菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽胞杆菌、蜡状芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、鲁氏不动杆菌、热带假丝酵母菌、酿酒酵母菌、硝化与反硝化菌、棒状杆菌、无色杆菌、产碱杆菌、节杆菌、土壤杆菌、乙酸钙不动杆菌、氧化亚铁硫杆菌、硫酸还原菌、霉菌、白腐菌、欧文式菌、黄单胞菌、葡萄球菌、气单胞菌、零单胞菌、副球菌、柠檬细菌、鲍特氏菌和克雷伯氏菌中的一种以上。
将实施例1-4制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂对污水中氨氮、苯酚、总磷、重金属离子(Cd2+、Cu2+和Pb2+)的吸附性能测试，并以油页岩半焦粉末原样作为对照。
测试方法：将实施例1-4制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂和对照(油页岩半焦粉末原样)各取0.05g，分别加入到5份10mL预先配制的含氨氮、苯酚、总磷、Cu2+，Cd2+和Pb2 +浓度为500mg/L的模拟废水中(pH＝7)，并于25℃的恒温摇床反应24h后离心过滤，取上清液过0.45μm微孔滤膜，采用纳氏试剂分光光度法测定氨氮浓度，磷酸钼锑抗法测定磷浓度，溴酸钾法测定苯酚浓度，原子吸收光谱法测定重金属离子(Cu2+，Cd2+和Pb2+)浓度。各实验处理均设置2个平行样，实验结果取两组实验平均值，结果如表1所示。
吸附量＝(溶液浓度-吸附后溶液浓度)×溶液体积/吸附剂量
表1实施例1-4制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂对废水中氨氮、苯酚、总磷、重金属离子的吸附性能测试
Figure BDA0003015471690000091
实验结果表明，实施例1-4制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂对氨氮、苯酚、总磷、重金属离子(Cd2+、Cu2+和Pb2+)的吸附能力均显著高于对照。同时，实施例1制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂对苯酚的吸收能力提高了42％以上，可用于针对印染废水的净化处理，实施例2和3制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂对氨氮和总磷的吸收能力高于实施例1和4，可用于针对生活污水的净化处理和工业废水末端深度处理中氨氮和无机磷的去除。而实施例4制备的油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂对重金属离子的吸收能力较好，可用于废水中重金属离子的去除。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，该方法为：
S1、将油页岩半焦块状固体经粉碎、球磨和过筛后，得到油页岩半焦粉；
S2、将S1中得到的油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液混合均匀后，搅拌浸渍48h后，在温度为100℃～200℃的条件下鼓风干燥48h，然后在氮气气氛下，在温度为800℃～850℃的条件下活化120min后，依次经过酸洗和水洗后，得到油页岩半焦炭基吸附材料；
S3、将S2中得到的油页岩半焦炭基吸附材料与浓度为0.5mol/L～4mol/L的铁盐溶液混合后，按照30次/min～50次/min的搅拌速率搅拌均匀，并加热至85℃～95℃后边搅拌边自然冷却至室温，然后用蒸馏水过滤至pH值为7.0时止，将剩余物质在温度为75℃的条件下烘干至恒重，得到油页岩半焦炭基磁性吸附材料；
S4、向S3中得到的油页岩半焦炭基磁性吸附材料中加入复合微生物菌群，送入双轴搅拌机内混匀，然后喷洒雾化水湿润均匀，搅拌5min～10min，形成湿球核，将所述湿球核在温度为30℃～35℃的条件下培养12h～24h后，进行圆盘造粒，得到油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S1中的球磨为干法球磨，球磨的料球比为0.5：1，球磨的时间为10h～12h。
3.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S1中所述油页岩半焦粉的平均粒径为180μm～250μm。
4.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S2中所述油页岩半焦粉与浓度为14mol/L的氢氧化钾水溶液的用量比为1g：4mL。
5.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S2中酸洗采用浓度均为0.5mol/L～1mol/L的盐酸水溶液、硫酸水溶液、磷酸水溶液或硝酸水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S3中所述铁盐溶液为三氯化铁溶液、硝酸铁溶液或硫酸亚铁溶液；所述油页岩半焦炭基吸附材料和铁盐溶液的质量比为1：(3～6)。
7.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S4中所述油页岩半焦炭基磁性吸附材料和复合微生物菌群的质量比为(4～6):1。
8.根据权利要求1或7所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S4中所述复合微生物菌群包括沼泽红假单胞菌、硝基还原假单胞菌、巨大芽孢杆菌、枯草芽胞杆菌、蜡状芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、鲁氏不动杆菌、热带假丝酵母菌、酿酒酵母菌、硝化与反硝化菌、棒状杆菌、无色杆菌、产碱杆菌、节杆菌、土壤杆菌、乙酸钙不动杆菌、氧化亚铁硫杆菌、硫酸还原菌、霉菌、白腐菌、欧文式菌、黄单胞菌、葡萄球菌、气单胞菌、零单胞菌、副球菌、柠檬细菌、鲍特氏菌和克雷伯氏菌中的一种以上。
9.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S4中所述湿球核中水的质量分数为12％～14％。
10.根据权利要求1所述的一种制备油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的方法，其特征在于，S2中所述油页岩半焦炭基吸附材料的平均比表面积为35m2/g～100m2/g；S4中所述油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的平均粒径为2mm～4.75mm，所述油页岩半焦炭基磁性生物吸附剂的平均饱和磁化强度2.78emu/g～20.35emu/g。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115121216A (zh) * 2022-08-24 2022-09-30 大唐环境产业集团股份有限公司 一种水增湿脱氯剂及其制备方法和应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2096079C1 (ru) * 1995-06-14 1997-11-20 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "ЭКОНГ" Способ получения сорбента для сбора разлитой нефти
CN101314123A (zh) * 2008-07-17 2008-12-03 湖南大学 一种磁性生物吸附剂及其制备方法
CN101780952A (zh) * 2010-03-26 2010-07-21 上海交通大学 负载功能氧化物多孔炭的制备方法
CN105969704A (zh) * 2016-07-28 2016-09-28 江苏科技大学 一种短小芽孢杆菌及其在制备磁性微生物吸附剂中的应用
CN106378092A (zh) * 2016-11-01 2017-02-08 武汉理工大学 一种花生壳活性炭基磁性Cr(Ⅵ)吸附剂的制备方法
CN110523373A (zh) * 2019-07-24 2019-12-03 中国科学院兰州化学物理研究所 一种油页岩半焦吸附剂的制备方法
CN110902849A (zh) * 2020-02-10 2020-03-24 广州赛太特生物医学科技有限公司 一种利用生物吸附剂处理工业废水的方法
CN111153740A (zh) * 2020-02-07 2020-05-15 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备有机矿物肥的方法
CN111167407A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 陕西科技大学 一种半焦活性炭吸附剂及其koh碱熔融法制备方法和在去除水中四环素中的应用
CN111187124A (zh) * 2020-02-07 2020-05-22 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备富营养化水体修复材料的方法及应用

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2096079C1 (ru) * 1995-06-14 1997-11-20 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "ЭКОНГ" Способ получения сорбента для сбора разлитой нефти
CN101314123A (zh) * 2008-07-17 2008-12-03 湖南大学 一种磁性生物吸附剂及其制备方法
CN101780952A (zh) * 2010-03-26 2010-07-21 上海交通大学 负载功能氧化物多孔炭的制备方法
CN105969704A (zh) * 2016-07-28 2016-09-28 江苏科技大学 一种短小芽孢杆菌及其在制备磁性微生物吸附剂中的应用
CN106378092A (zh) * 2016-11-01 2017-02-08 武汉理工大学 一种花生壳活性炭基磁性Cr(Ⅵ)吸附剂的制备方法
CN110523373A (zh) * 2019-07-24 2019-12-03 中国科学院兰州化学物理研究所 一种油页岩半焦吸附剂的制备方法
CN111167407A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 陕西科技大学 一种半焦活性炭吸附剂及其koh碱熔融法制备方法和在去除水中四环素中的应用
CN111153740A (zh) * 2020-02-07 2020-05-15 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备有机矿物肥的方法
CN111187124A (zh) * 2020-02-07 2020-05-22 中国科学院兰州化学物理研究所 利用油页岩半焦制备富营养化水体修复材料的方法及应用
CN110902849A (zh) * 2020-02-10 2020-03-24 广州赛太特生物医学科技有限公司 一种利用生物吸附剂处理工业废水的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAKSHI TIWARI ET AL.,: "A novel bio-sorbent comprising encapsulated Agrobacterium fabrum (SLAJ731) and iron oxide nanoparticles for removal of crude oil co-contaminant, lead Pb(II)", 《OURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING》 *
宁平等: "《生物质活性炭催化剂的制备及脱硫应用》", 31 January 2020, 冶金工业出版社 *
庞娅: "磁性纳米复合材料的制备及其去除水体污染物的研究", 《中国博士学位论文全文数据库（电子期刊）工程科技I辑》 *
张金升: "《纳米磁性液体的制备及其性能表征》", 30 June 2017, 哈尔滨工业大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115121216A (zh) * 2022-08-24 2022-09-30 大唐环境产业集团股份有限公司 一种水增湿脱氯剂及其制备方法和应用
CN115121216B (zh) * 2022-08-24 2023-01-24 大唐环境产业集团股份有限公司 一种水增湿脱氯剂及其制备方法和应用

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