CN115041130A - 一种矸石基磁性多孔材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法；以煤矸石为原料进行球磨，随后加入FeSO4·7H2O溶液进行搅拌混合，加入双氧水进行搅拌和过滤，最后经过洗涤、烘干、高温热解和冷却等一系列处理，制得矸石基磁性多孔材料；其制备工艺简单有效，成本低廉，制得的复合材料MPCG呈现出无规则的网状多孔结构，并且孔状结构表面光滑；显著降低了水土中Cd和As的含量，并且可以显著降低植株对Cd和As的吸收，使植株中的Cd和As含量均低于食品安全国家标准食品中污染物限量，因此矸石基磁性多孔材料是一种理想的环保材料。

Description

一种矸石基磁性多孔材料的制备方法
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种矸石基磁性多孔材料的制备方法。
背景技术
砷具有金属性和准金属性，但因其高毒性和无法自然降解而在环境科学中经常被认为是重金属。由于采矿、选矿、冶炼和含砷矿石的加工以及工业或农业生产和应用中的二次污染，该元素存在于环境中。砷矿开采导致大量砷污染。由于工业活动，有害物质处理或环境事故，还会增加相关的环境风险。砷主要以高毒性的无机砷酸盐(AsV)或亚砷酸盐(AsIII)的形式存在。AsV是磷酸盐的类似物，当干扰必需的磷酸盐所需的过程(例如ATP合成)时，可能具有毒性。砷(As)是一种剧毒的金属，对环境构成了高风险。As在土壤中的流动性很高，很容易渗入地下水。据2014年发布的全国土壤环境质量调查，2.7％的土壤样品被砷污染。与10年前相比，2016年砷表层土壤中砷的积累更加明显。与水或空气污染相比，土壤污染不被重视，且直到本世纪初才得到公众认知。土壤中砷有多种污染途径进入人体，对人体健康产生影响。饮食接触是主要途径之一，土壤中过量的砷可向上运输到农作物的可食用部分，食用该部分可使砷进入人体。
镉是农田土壤污染最常见的金属元素，也是一种剧毒金属，对食品安全乃至人类健康都构成了极大的威胁。不同的自然和人为因素是造成镉污染的主要原因，使得镉污染物最终在土壤中汇集，由于镉的微生物或化学损失极小，所以他能在土壤中长期存在，从而进入食物链。土壤是构成生态系统的基本环境要素，是人类生存和发展的重要物质基础。土壤中镉污染是一个普遍存在的环境问题，严重威胁着土壤资源的可持续利用和粮食的安全种植。因此，很有必要提供一种矸石基磁性多孔材料的制备方法来解决上述问题。
发明内容
本发明目的是提供一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该复合材料不仅合成方法简单，有效微观形貌可控，而且可以有效吸附固定水土中的镉砷，来解决上述问题。
本发明的技术方案是：
本发明提供了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)将煤矸石置于球磨仪中进行球磨活化处理，获得球磨煤矸石；
(2)将所述球磨煤矸石与FeSO4·7H2O溶液进行磁力搅拌处理，获得混合溶液；
(3)将H2O2加入至所述混合溶液中，随后进行搅拌处理和过滤，取出，获得固体沉淀物；
(4)将所述固体沉淀物进行洗涤处理和烘干处理，取出，获得铁基改性煤矸石；
(5)所述铁基改性煤矸石与氧化钙粉末进行混合，待充分混合后进行高温热解处理和冷却处理，冷却至室温后研磨过0.10～0.20mm筛，得到矸石基磁性多孔材料。
进一步地，所述球磨煤矸石、所述FeSO4·7H2O溶液和所述H2O2的质量比为1：10：1～2。
进一步地，步骤(1)中所述球磨活化处理的球磨转速为150～300rpm，时间为3～6小时。
进一步地，步骤(2)中所述FeSO4·7H2O溶液的Fe2+浓度为0.05～0.20mol/L。
进一步地，步骤(2)中所述磁力搅拌处理的搅拌时间为1～3小时。
进一步地，步骤(3)中所述H2O2的质量百分比为30％，所述H2O2的加入速率为1～10ml/min。
进一步地，步骤(3)中所述搅拌处理的搅拌时间为12～24小时。
进一步地，步骤(4)中所述洗涤处理的洗涤剂为去离子水，所述烘干处理的温度为60℃。
进一步地，步骤(5)中所述氧化钙粉末的质量分数为1％～5％。
进一步地，步骤(5)中所述高温热解处理的条件为在500～800℃的马弗炉中解热2～3小时。
本发明提供了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该方法具有以下优点：
1、本发明制备的矸石基磁性多孔材料(MPCG)的形貌结构特征呈现出无规则的网状多孔结构，并且孔状结构表面光滑；
2、本发明制备的矸石基磁性多孔材料(MPCG)显著降低了水土中Cd和As的总量，显著降低了植株对Cd和As的吸收，使得植株中的Cd和As含量均低于食品安全国家标准食品中污染物限量。
附图说明
图1为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1–3制得矸石基磁性多孔材料的合成工艺图；
图2为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1–3制得矸石基磁性多孔材料的电镜扫描图；
图3为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1–3制得矸石基磁性多孔材料的磁滞回线；
图4为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法中实施例1-3制得矸石基磁性多孔材料在水体中Cd和As的去除；
图5为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法的实施例1-3制得矸石基磁性多孔材料在土壤Ca和As的去除；
图6为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法的实施例1-2制得矸石基磁性多孔材料的不同处理对小白菜干重生物量的影响；
图7为本发明一种矸石基磁性多孔材料的制备方法的实施例1-2制得矸石基磁性多孔材料的不同处理对小白菜地上部Cd和As含量的影响。
其中，MPCG-1为实施例1制得矸石基磁性多孔材料、MPCG-2为实施例2制得矸石基磁性多孔材料、MPCG-3为实施例3制得矸石基磁性多孔材料、1％MPCG为添加1％实施例2制得矸石基磁性多孔材料、3％MPCG为添加3％实施例2制得矸石基磁性多孔材料、5％MPCG为添加5％实施例2制得矸石基磁性多孔材料、1％CG为添加1％煤矸石材料、3％CG为添加3％煤矸石材料。
具体实施方式
一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：
本发明提供了一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以150～300rpm的速度球磨3～6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌1～3小时，获得混合溶液；
步骤三：以1～10ml/min的速率将20ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌12～24小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内60～80℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石(FeOS@CG)；
步骤五：铁基改性煤矸石与不同质量百分比的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中500～800℃热解2～3小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.10～0.20mm筛后得到矸石基磁性多孔材料(MPCG)。
其中，步骤二中的FeSO4·7H2O溶液中Fe2+浓度为0.05～0.20mol/L；步骤五中氧化钙粉末的质量分数为1％-5％。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
本实施案例按如下步骤展示一种矸石基磁性多孔材料的制备方法：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以300rpm的速度球磨6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌3小时，获得混合溶液；
步骤三：以1ml/min的速率将20ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌24小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内60℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石；
步骤五：铁基改性煤矸石与质量百分比为1％的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中800℃热解2小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.15mm筛后得到矸石基磁性多孔材料。
实施例2
本实施案例按如下步骤展示一种矸石基磁性多孔材料的制备方法：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以300rpm的速度球磨6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌3小时，获得混合溶液；
步骤三：以1ml/min的速率将20ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌24小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内60℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石；
步骤五：铁基改性煤矸石与质量百分比为3％的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中800℃热解2小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.15mm筛后得到矸石基磁性多孔材料。
实施例3
本实施案例按如下步骤展示一种矸石基磁性多孔材料的制备方法：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以300rpm的速度球磨6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌3小时，获得混合溶液；
步骤三：以1ml/min的速率将20ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌24小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内60℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石；
步骤五：铁基改性煤矸石与质量百分比为5％的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中800℃热解2小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.15mm筛后得到矸石基磁性多孔材料。
实施例4
本实施案例按如下步骤展示一种矸石基磁性多孔材料的制备方法：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以150rpm的速度球磨6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌1小时，获得混合溶液；
步骤三：以10ml/min的速率将40ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌12小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内80℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石；
步骤五：铁基改性煤矸石与质量百分比为1％的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中500℃热解2小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.20mm筛后得到矸石基磁性多孔材料。
实施例5
本实施案例按如下步骤展示一种矸石基磁性多孔材料的制备方法：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以150rpm的速度球磨6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌1小时，获得混合溶液；
步骤三：以10ml/min的速率将40ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌12小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内80℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石；
步骤五：铁基改性煤矸石与质量百分比为3％的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中500℃热解2小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.20mm筛后得到矸石基磁性多孔材料。
实施例6
本实施案例按如下步骤展示一种矸石基磁性多孔材料的制备方法：
步骤一：以煤矸石为原料，将煤矸石置于球磨仪中，以150rpm的速度球磨6小时进行活化得到球磨煤矸石；
步骤二：取20g球磨煤矸石置于500ml烧杯中与200ml的FeSO4·7H2O溶液混合，用磁力搅拌器充分搅拌1小时，获得混合溶液；
步骤三：以10ml/min的速率将40ml质量分数为30％的H2O2加入至混合溶液中，随后进行搅拌12小时，最后将沉淀的固体过滤，取出，获得固体沉淀物；
步骤四：将固体沉淀物用去离子水洗涤后于烘箱内80℃烘干，取出，获得铁基改性煤矸石；
步骤五：铁基改性煤矸石与质量百分比为5％的氧化钙粉末进行混合，置于马弗炉中500℃热解2小时，待冷却至室温后，将热解得到的材料研磨过0.20mm筛后得到矸石基磁性多孔材料。
将实施例1-3中制备得的石矸石基磁性多孔材料进行测试。
根据测试结果，得到如下结论：
如图2所示，通过SEM对矸石基磁性多孔材料(MPCG)的形貌结构特征进行分析，MPCG呈现出无规则的网状多孔结构，并且孔状结构表面光滑。
如图3所示，矸石基磁性多孔材料的磁滞回线结果表明MPCG的磁饱和值为4.19emu/g，说明材料具足够的磁性，可以通过外加磁场进行分离。
在室温(25℃)条件下，称取0.05g材料于50mL离心管中，分别添加30mL含Cd和As溶液，其中Cd和As溶液的浓度分别为20和5mg/L。将离心管放置在恒温气浴振荡器中以250转/分的转速振荡24h后取出，离心后用0.45μm微孔滤膜过滤，通过ICP-MS测定溶液中Cd和As的浓度。测试结果如图4所示，煤矸石对水体中Cd和As的去除率分别为47.15％和11.95％。与煤矸石相比，MPCG显著提升了对Cd和As的去除率，其中MPCG-3可以完全去除水体中Cd和As。
称取镉砷污染土壤600g置于塑料培养瓶中，加入去离子水将土壤水分调节至田间持水量的60％。MPCG以1％、3％和5％(w/w)的添加量加入土壤中，与之充分混合。将培养瓶放置于恒温培养箱(25℃)中培养60天。在土壤培养60天后，分别称取添加1％、3％和5％MPCG处理组的风干土样50g，进行磁分离，收集磁分离后的土壤样品，分析不同添加量MPCG对土壤中Cd和As的去除率。测试结果如图5所示，MPCG均显著降低了土壤中Cd和As的总量，分别从3.41和82.18mg/kg降低到1.88～2.00mg/kg和50.58～54.54mg/kg。添加5％MPCG对土壤中Cd和As的去除效果最佳，去除率分别高达44.78和38.44％。
在盆栽中装镉砷污染土2kg，分别添加1％和3％的煤矸石和MPCG，混合均匀后加入NPK复合基肥，使用去离子水保持田间持水量60％的土壤含水率，养护2周后播种小白菜。待小白菜播种收获后，分析小白菜的干重生物量以及Cd和As的含量。测试结果如图6-7所示，与对照和煤矸石组相比，添加5％MPCG显著增加了小白菜的生物量，并且显著降低了小白菜对Cd和As的吸收，使得小白菜中的Cd和As含量均低于食品安全国家标准食品中污染物限量(GB2762—2017)。
由以上实施例的测试结果可知，本发明采用一种简单的热解法制备了MPCG材料，其制备工艺简单有效，成本低廉，制得的复合材料MPCG呈现出无规则的网状多孔结构，并且孔状结构表面光滑；显著的降低了水土中Cd和As的含量，且显著降低了植株对Cd和As的吸收，使得植株中的Cd和As含量均低于食品安全国家标准食品中污染物限量，因此矸石基磁性多孔材料是一种理想的环保材料。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将煤矸石置于球磨仪中进行球磨活化处理，获得球磨煤矸石；
(2)将所述球磨煤矸石与FeSO4·7H2O溶液进行磁力搅拌处理，获得混合溶液；
(3)将H2O2加入至所述混合溶液中，随后进行搅拌处理和过滤，取出，获得固体沉淀物；
(4)将所述固体沉淀物进行洗涤处理和烘干处理，取出，获得铁基改性煤矸石；
(5)所述铁基改性煤矸石与氧化钙粉末进行混合，待充分混合后进行高温热解处理和冷却处理，冷却至室温后研磨过0.10～0.20mm筛，得到矸石基磁性多孔材料。
2.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：所述球磨煤矸石、所述FeSO4·7H2O溶液和所述H2O2的质量比为1：10：1～2。
3.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述球磨活化处理的球磨转速为150～300rpm，时间为3～6小时。
4.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述FeSO4·7H2O溶液的Fe2+浓度为0.05～0.20mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述磁力搅拌处理的搅拌时间为1～3小时。
6.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述H2O2的质量百分比为30％，所述H2O2的加入速率为1～10ml/min。
7.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述搅拌处理的搅拌时间为12～24小时。
8.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述洗涤处理的洗涤剂为去离子水，所述烘干处理的温度为60～80℃。
9.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述氧化钙粉末的质量分数为1％～5％。
10.根据权利要求1所述的一种矸石基磁性多孔材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述高温热解处理的条件为在500～800℃的马弗炉中解热2～3小时。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115477948A (zh) * 2022-09-22 2022-12-16 昆明理工大学 一种利用赤泥制备FeOOH改性煤矸石的方法
CN115945165A (zh) * 2022-12-22 2023-04-11 浙江大学台州研究院 一种矸石基砷吸附剂的制备方法
CN116212834A (zh) * 2022-12-22 2023-06-06 浙江大学台州研究院 一种矸石基砷吸附剂处理砷污染废水的装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110114562A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Peterson Stephen L Fluid Filtration Medium
CN110016349A (zh) * 2019-04-26 2019-07-16 珠海三豫环保新材料科技有限公司 一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法
CN112316924A (zh) * 2020-10-20 2021-02-05 中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院 一种煤矸石基多孔复合材料及其制备方法和应用
CN112552921A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 一种重金属污染土壤修复材料、制备方法、土壤修复方法
CN113045227A (zh) * 2021-04-15 2021-06-29 韶关市柏林再生资源开发有限公司 一种煤矸石活化煅烧方法
CN114213140A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 北京建筑大学 用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法和水处理设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110114562A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Peterson Stephen L Fluid Filtration Medium
CN110016349A (zh) * 2019-04-26 2019-07-16 珠海三豫环保新材料科技有限公司 一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法
CN112316924A (zh) * 2020-10-20 2021-02-05 中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院 一种煤矸石基多孔复合材料及其制备方法和应用
CN112552921A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 一种重金属污染土壤修复材料、制备方法、土壤修复方法
CN113045227A (zh) * 2021-04-15 2021-06-29 韶关市柏林再生资源开发有限公司 一种煤矸石活化煅烧方法
CN114213140A (zh) * 2021-12-29 2022-03-22 北京建筑大学 用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法和水处理设备

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. GAO ET AL.: "Evaluation of polyaluminium ferric chloride (PAFC) as a composite coagulant for water and wastewater treatment", 《WATER SCI TECHNOL》, vol. 47, no. 1, pages 127 - 132 *
MIN CHEN ET AL.: "Remediation of arsenic-contaminated paddy soil by iron oxyhydroxide and iron oxyhydroxide sulfate-modified coal gangue under flooded condition", 《SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT》, vol. 804, pages 1 - 2 *
陈莉荣 等: "改性煤矸石复合吸附剂的制备、表征及 Cr( Ⅵ) 吸附去除研究", 《硅酸盐通报》, vol. 35, no. 5, pages 1450 - 1458 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115477948A (zh) * 2022-09-22 2022-12-16 昆明理工大学 一种利用赤泥制备FeOOH改性煤矸石的方法
CN115945165A (zh) * 2022-12-22 2023-04-11 浙江大学台州研究院 一种矸石基砷吸附剂的制备方法
CN116212834A (zh) * 2022-12-22 2023-06-06 浙江大学台州研究院 一种矸石基砷吸附剂处理砷污染废水的装置

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