CN115090285B - 一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒及其制备方法，属于甲醛治理技术领域，将矿渣多孔载体置入混合液中，使其粘附一层厚度为1mm的混合液，然后转移至氯化钙溶液中，静置5‑8min后用清水冲洗2‑3次，得到铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒；矿渣多孔载体为多孔骨架形式，增加了负载的吸附凝胶与空气的接触面积，有利于增加甲醛的去除效果；铂和二氧化锰界面间形成Pt‑O‑Mn键，提高催化剂粉末的电导率，加速甲醛氧化还原过程中的电荷传递，从而提高其催化氧化甲醛的能力，最终将甲醛在催化剂表面被氧化分解成水和二氧化碳；该吸附颗粒甲醛去除率高达98.88％，具有较好的甲醛去除率。
Description
技术领域
本发明属于甲醛治理技术领域，具体涉及一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒及其制备方法。
背景技术
甲醛是一类致癌物，在家装中使用的许多产品都含有甲醛，所以一般都需要通风半年以上才能居住，但是也要依据天气情况而定，并且有些角落通风条件不佳，甲醛也无法散去。所以出现了许多清除甲醛的产品，研究发现二氧化锰具有催化氧化甲醛的作用，将其负载在多孔载体上可以增加甲醛去除效率，一般将二氧化锰浆液挂在多孔载体上，然后烧结，但是容易阻塞孔隙，导致效果不佳。
一般的矿渣烧制的多孔载体孔隙小，且强度不高。铜基多金冶炼矿渣(铜矿渣)是铜矿炼铜产生的废渣，铜基多金冶炼矿渣的矿物组成包括铁橄榄石、磁铁矿和铜硫，主要成分除了Cu、Fe和S外，还含有少量的Ni、Co、Zn、Ag和Au。铜基多金冶炼矿渣中的残余金属成分提炼困难，所以一般用作铁质矫正原料，生产铜渣水泥，或者代替砂石用于配制混凝土及砌筑砂浆，代替黄砂作为骨料用于采矿填充等。
将铜基多金冶炼矿渣烧结成多孔载体并负载催化剂的研究较少，所以提供一种高强度矿渣烧结的多孔载体负载催化剂，且不影响孔隙率以保证甲醛去除效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒，包括矿渣多孔载体和其表面负载的吸附凝胶。
其中，矿渣多孔载体通过如下步骤制备：
步骤一：将铜基多金冶炼矿渣用破碎机破碎，筛选，得到粒径为2-5mm的粗骨料；取部分粗骨料用球磨机研磨，过50目筛，得到细骨料；
将细骨料、凹凸棒土、碳化硅粉末和碳粉搅拌混合，获得粉体材料，将粘结剂、助熔剂和分散剂加水搅拌溶解后加入粉体材料中，在100-150r/min的条件下搅拌，搅拌过程中添加粗骨料，搅拌20-40min后得到浆料；
步骤二：将聚丙烯发泡颗粒加入浆料中，搅拌均匀至浆料含水量为15-20％，平铺在模具中，压平并控制厚度为2-3cm，然后切分成边长为2-3cm的立方体小颗粒，通风干燥12-24h；
步骤三：将干燥后的小颗粒投入烧结炉中，在5℃/min的速率下将烧结炉的炉温升至200℃，此时聚丙烯发泡颗粒出现熔融情况，然后以1℃/min的速率将炉温升至450℃，使聚丙烯发泡颗粒不断熔化坍缩并燃烧消失；在10℃/min的条件下将炉温升至1250-1300℃，保温1.5-2h，形成稳定的多孔骨架，然后将烧结炉的炉温降至室温；取出烧制好的小颗粒，得到矿渣多孔载体。
铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法包括如下步骤：
步骤S1：向烧瓶中加入蒸馏水并置于80℃水浴中，向烧瓶中加入海藻酸钠，在150-200r/min的条件下搅拌溶解，然后加入催化剂粉末继续搅拌10min，形成黏稠的混合液；
步骤S2：将矿渣多孔载体置入混合液中，使其粘附一层厚度为1mm的混合液，然后转移至质量分数为1％的氯化钙溶液中，静置5-8min，然后用清水冲洗2-3次，得到负载有吸附凝胶的矿渣多孔载体，制备出铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒。
进一步地，细骨料、凹凸棒土、碳化硅粉末、碳粉、粘结剂、助熔剂、分散剂、水、粗骨料和聚丙烯发泡颗粒的用量比为3-4kg：1-2kg：1kg：0.5-1kg：0.5-1kg：0.1-0.2kg：0.04-0.05kg：2.5-3kg：3-4kg：9.5-12kg。
进一步地，催化剂粉末的制备方法为：向烧瓶中加入去离子水和二氧化锰粉末，在200-300r/min的条件下搅拌15-20min，搅拌过程中加入四氯化铂；向烧瓶中加入柠檬酸钠和硼氢化钠，继续搅拌4-5h，过滤取滤渣，洗涤，干燥，粉碎，获得催化剂粉末。
进一步地，去离子水、二氧化锰粉末、四氯化铂、柠檬酸和硼氢化钠的用量比为2000mL：60g：1.04g：0.26g：21.64g。
进一步地，步骤S1中蒸馏水、海藻酸钠和催化剂粉末的用量比为100mL：4g：6g。
进一步地，聚丙烯发泡颗粒为粒径为2.5±0.3mm的球形颗粒。
进一步地，粘结剂为可溶性淀粉。
进一步地，助熔剂为硼酸。
进一步地，分散剂为木质素磺酸钠。
进一步地，凹凸棒土购买于明光宏久环保有限公司，粒度为200目。
本发明的有益效果：
本发明中制备的铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒，通过铜基多金冶炼矿渣制备的矿渣多孔载体，负载含有催化剂粉末的吸附凝胶，催化剂粉末制备过程中，柠檬酸等物质将四氯化铂还原成铂，铂和二氧化锰界面间形成Pt-O-Mn键，改变了Mn的电子状态，提高Mn3+/Mn4 +的比例，提高催化剂粉末的电导率，加速甲醛氧化还原过程中的电荷传递，从而提高其催化氧化甲醛的能力，最终将甲醛在催化剂表面被氧化分解成水和二氧化碳；气候舱测试中甲醛去除率高达98.88％，具有较好的甲醛去除率。
聚丙烯发泡颗粒具有较好的结构强度，防止在混合过程中被粗骨料磨碎或在制备小颗粒过程中被压扁；在矿渣多孔载体制备过程中，通过较慢的升温速率进行烧结，有利于防止瞬间产生大量气体，避免小颗粒碎裂；聚丙烯发泡颗粒不断熔化坍缩并燃烧消失形成稳定的大气孔，碳化硅等物质燃烧生成许多小气孔，相邻的两个聚丙烯发泡颗粒形成的大气孔之间为孔壁，孔壁上存在的小气孔有利于在高温烧结过程中使孔壁熔融，使相邻的两个大气孔之间形成通孔，制得矿渣多孔载体，矿渣多孔载体的强度达到18.6MPa，强度高，保证大孔隙的同时，有利于减少其在使用过程中碎裂情况的产生；矿渣多孔载体为多孔骨架形式，催化剂粉末通过凝胶混合的形式挂在矿渣多孔载体上，保证负载量的同时也不会使孔隙阻塞，增加了负载的吸附凝胶与空气的接触面积，有利于增加甲醛的去除效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备矿渣多孔载体，包括如下步骤：
步骤一：将铜基多金冶炼矿渣用破碎机破碎，筛选，得到粒径为2mm的粗骨料；取部分粗骨料用球磨机研磨，过50目筛，得到细骨料；将3kg细骨料、1kg凹凸棒土、1kg碳化硅粉末和0.5kg碳粉搅拌混合，获得粉体材料，将0.5kg可溶性淀粉、0.1kg硼酸和0.04kg木质素磺酸钠加2.5kg水搅拌溶解后加入粉体材料中，在100r/min的条件下搅拌，搅拌过程中加入3kg粗骨料，搅拌20min后得到浆料；
步骤二：将9.5kg粒径为2.5±0.3mm的聚丙烯发泡颗粒加入浆料中，搅拌均匀至浆料含水量为15-20％，平铺在模具中，压平并控制厚度为2cm，然后切分成边长为2cm的立方体小颗粒，通风干燥12h；
步骤三：将干燥后的小颗粒投入烧结炉中，在5℃/min的速率下将烧结炉的炉温升至200℃，此时聚丙烯发泡颗粒出现熔融情况，然后以1℃/min的速率将炉温升至450℃，使聚丙烯发泡颗粒不断熔化坍缩并燃烧消失，此过程升温缓慢，是为了防止聚丙烯发泡颗粒快速燃烧消失，短时间产生大量二氧化碳气体或因小颗粒本身强度较弱，而使小颗粒碎裂，缓慢燃烧消失，形成稳定的大气孔，有利于保证小颗粒结构的稳定性；
在10℃/min的条件下将炉温升至1250℃，将小颗粒中的粗骨料、细骨料和凹凸棒土烧结，保温1.5h，然后将烧结炉的炉温降至室温；其中碳化硅粉末在800℃时开始发生氧化反应，生成二氧化硅和二氧化碳，碳粉在高温下生成一氧化碳或二氧化碳，木质素磺酸钠和可溶性淀粉在高温下也会碳化分解，从而使小颗粒产生较多小气孔，相邻的两个聚丙烯发泡颗粒形成的大气孔之间为孔壁，孔壁上也存在有许多小气孔，在保温烧结过程中，使孔壁更容易熔融，使相邻的两个大气孔之间形成通孔，形成稳定的多孔骨架；取出烧制好的多孔小颗粒，得到矿渣多孔载体。
实施例2
制备矿渣多孔载体，包括如下步骤：
步骤一：将铜基多金冶炼矿渣用破碎机破碎，筛选，得到粒径为3mm的粗骨料；取部分粗骨料用球磨机研磨，过50目筛，得到细骨料；将3.5kg细骨料、1.5kg凹凸棒土、1kg碳化硅粉末和0.8kg碳粉搅拌混合，获得粉体材料，将0.7kg可溶性淀粉、0.15kg硼酸和0.045kg木质素磺酸钠加2.8kg水搅拌溶解后加入粉体材料中，在120r/min的条件下搅拌，搅拌过程中加入3.5kg粗骨料，搅拌30min后得到浆料；
步骤二：将10.8kg粒径为2.5±0.3mm的聚丙烯发泡颗粒加入浆料中，搅拌均匀至浆料含水量为18％，平铺在模具中，压平并控制厚度为2.5cm，然后切分成边长为2.5cm的立方体小颗粒，通风干燥18h；
步骤三：将干燥后的小颗粒投入烧结炉中，在5℃/min的速率下将烧结炉的炉温升至200℃，此时聚丙烯发泡颗粒出现熔融情况，然后以1℃/min的速率将炉温升至450℃，使聚丙烯发泡颗粒不断熔化坍缩并燃烧消失，此过程升温缓慢，是为了防止聚丙烯发泡颗粒快速燃烧消失，短时间产生大量二氧化碳气体或因小颗粒本身强度较弱，而使小颗粒碎裂，缓慢燃烧消失，形成稳定的大气孔，有利于保证小颗粒结构的稳定性；
在10℃/min的条件下将炉温升至1280℃，将小颗粒中的粗骨料、细骨料和凹凸棒土烧结，保温1.8h，然后将烧结炉的炉温降至室温；其中碳化硅粉末在800℃时开始发生氧化反应，生成二氧化硅和二氧化碳，碳粉在高温下生成一氧化碳或二氧化碳，木质素磺酸钠和可溶性淀粉在高温下也会碳化分解，从而使小颗粒产生较多小气孔，相邻的两个聚丙烯发泡颗粒形成的大气孔之间为孔壁，孔壁上也存在有许多小气孔，在保温烧结过程中，使孔壁更容易熔融，使相邻的两个大气孔之间形成通孔，形成稳定的多孔骨架；取出烧制好的多孔小颗粒，得到矿渣多孔载体。
实施例3
制备矿渣多孔载体，包括如下步骤：
步骤一：将铜基多金冶炼矿渣用破碎机破碎，筛选，得到粒径为5mm的粗骨料；取部分粗骨料用球磨机研磨，过50目筛，得到细骨料；将4kg细骨料、2kg凹凸棒土、1kg碳化硅粉末和1kg碳粉搅拌混合，获得粉体材料，将1kg可溶性淀粉、0.2kg硼酸和0.05kg木质素磺酸钠加3kg水搅拌溶解后加入粉体材料中，在150r/min的条件下搅拌，搅拌过程中加入4kg粗骨料，搅拌40min后得到浆料；
步骤二：将12kg粒径为2.5±0.3mm的聚丙烯发泡颗粒加入浆料中，搅拌均匀至浆料含水量为20％，平铺在模具中，压平并控制厚度为3cm，然后切分成边长为3cm的立方体小颗粒，通风干燥24h；
步骤三：将干燥后的小颗粒投入烧结炉中，在5℃/min的速率下将烧结炉的炉温升至200℃，此时聚丙烯发泡颗粒出现熔融情况，然后以1℃/min的速率将炉温升至450℃，使聚丙烯发泡颗粒不断熔化坍缩并燃烧消失，此过程升温缓慢，是为了防止聚丙烯发泡颗粒快速燃烧消失，短时间产生大量二氧化碳气体或因小颗粒本身强度较弱，而使小颗粒碎裂，缓慢燃烧消失，形成稳定的大气孔，有利于保证小颗粒结构的稳定性；
在10℃/min的条件下将炉温升至1300℃，将小颗粒中的粗骨料、细骨料和凹凸棒土烧结，保温2h，然后将烧结炉的炉温降至室温；其中碳化硅粉末在800℃时开始发生氧化反应，生成二氧化硅和二氧化碳，碳粉在高温下生成一氧化碳或二氧化碳，木质素磺酸钠和可溶性淀粉在高温下也会碳化分解，从而使小颗粒产生较多小气孔，相邻的两个聚丙烯发泡颗粒形成的大气孔之间为孔壁，孔壁上也存在有许多小气孔，在保温烧结过程中，使孔壁更容易熔融，使相邻的两个大气孔之间形成通孔，形成稳定的多孔骨架；取出烧制好的多孔小颗粒，得到矿渣多孔载体。
实施例4
制备铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒，包括如下步骤：
步骤S1：向烧瓶中加入2L去离子水和60g二氧化锰粉末，在200r/min的条件下搅拌15min，搅拌过程中加入1.04g四氯化铂；向烧瓶中加入0.26g柠檬酸钠和21.64g硼氢化钠，继续搅拌4h，过滤取滤渣，将滤渣洗涤，干燥，粉碎，获得催化剂粉末。
步骤S2：向烧瓶中加入1L蒸馏水并置于80℃水浴中，向烧瓶中加入40g海藻酸钠，在150r/min的条件下搅拌溶解，然后加入60g催化剂粉末继续搅拌10min，形成黏稠的混合液；
步骤S3：将实施例1中制备的矿渣多孔载体置入混合液中，使其沾附一层厚度为1mm的混合液，然后转移至质量分数为1％的氯化钙溶液中，静置5min，然后用清水冲洗2次，得到负载有吸附凝胶的矿渣多孔载体，制备出铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒。
实施例5
步骤S1：向烧瓶中加入2L去离子水和60g二氧化锰粉末，在250r/min的条件下搅拌18min，搅拌过程中加入1.04g四氯化铂；向烧瓶中加入0.26g柠檬酸钠和21.64g硼氢化钠，继续搅拌4.5h，过滤取滤渣，将滤渣洗涤，干燥，粉碎，获得催化剂粉末。
步骤S2：向烧瓶中加入1L蒸馏水并置于80℃水浴中，向烧瓶中加入40g海藻酸钠，在180r/min的条件下搅拌溶解，然后加入60g催化剂粉末继续搅拌10min，形成黏稠的混合液；
步骤S3：将实施例2中制备的矿渣多孔载体置入混合液中，使其沾附一层厚度为1mm的混合液，然后转移至质量分数为1％的氯化钙溶液中，静置6min，然后用清水冲洗2次，得到负载有吸附凝胶的矿渣多孔载体，制备出铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒。
实施例6
步骤S1：向烧瓶中加入2L去离子水和60g二氧化锰粉末，在300r/min的条件下搅拌20min，搅拌过程中加入1.04g四氯化铂；向烧瓶中加入0.26g柠檬酸钠和21.64g硼氢化钠，继续搅拌5h，过滤取滤渣，将滤渣洗涤，干燥，粉碎，获得催化剂粉末。
步骤S2：向烧瓶中加入1L蒸馏水并置于80℃水浴中，向烧瓶中加入40g海藻酸钠，在200r/min的条件下搅拌溶解，然后加入60g催化剂粉末继续搅拌10min，形成黏稠的混合液；
步骤S3：将实施例3中制备的矿渣多孔载体置入混合液中，使其沾附一层厚度为1mm的混合液，然后转移至质量分数为1％的氯化钙溶液中，静置8min，然后用清水冲洗3次，得到负载有吸附凝胶的矿渣多孔载体，制备出铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒。
对比例1：在实施例6的基础上，不使用矿渣多孔载体，取200mL质量分数为1％的氯化钙溶液，按照步骤S2制备出黏稠的混合液，然后将混合液倒入边长为3cm的立方体模具中，然后将模具连同其中的混合液浸入氯化钙溶液中，然后缓慢脱模，静置8min后用清水冲洗3次，制备出边长为3cm的正方体凝胶吸附颗粒。
对比例2：在实施例6的基础上，将催化剂粉末替换为二氧化锰粉末，其余步骤保持不变，制备出吸附颗粒。
实施例1-实施例3中所用的铜基多金冶炼矿渣的氧化物含量分析(wt％)如表1所示：
表1
| 组分 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | TiO2 | Cu2O | MgO | CaO | K2O | 其他 |
| 含量 | 42.67 | 22.35 | 15.37 | 0.57 | 0.21 | 3.62 | 3.48 | 4.76 | 6.97 |
按照GB/T 17671-1999测试实施例1-实施例3中制得的矿渣多孔载体的强度，结果如表2所示：
表2
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 抗压强度(MPa) | 18.8 | 18.6 | 18.6 |
由表2可以看出实施例1-实施例3中制得的矿渣多孔载体的抗压强度高达18.6MPa。
对实施例4-实施例6和对比例1-对比例3进行性能测试：
甲醛气体吸附试验：以消除人造板中游离的甲醛作为甲醛清除率评价指标。将6块面积为1m2且甲醛释放量为5.0mg/m3的中密度板分别放入6个甲醛释放量检测气候舱中，其中3个气候舱分别放入实施例4-实施例6中制备的铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒，其中2个气候舱中分别放入对比例1中制备的吸附凝胶颗粒和对比例2中制备的吸附颗粒，作为试验组；剩余的一个气候舱作为空白对照。在72h后测定不同气候舱中的甲醛浓度，并计算不同吸附颗粒的甲醛去除率，计算公式如下：
甲醛去除率(％)＝(空白对照浓度-试验组浓度)/空白对照浓度。
试验结果如表3所示：
表3
由表3可以看出，实施例4-实施例6中制备的吸附颗粒的72h甲醛去除率达到98.88％，具有很好的甲醛去除效果。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：向烧瓶中加入去离子水和二氧化锰粉末，在200-300r/min的条件下搅拌15-20min，搅拌过程中加入四氯化铂；向烧瓶中加入柠檬酸钠和硼氢化钠，继续搅拌4-5h，过滤取滤渣，洗涤，干燥，粉碎，获得催化剂粉末；
步骤S2：在80℃水浴的条件下，用蒸馏水溶解海藻酸钠，然后加入催化剂粉末继续搅拌10min，形成混合液；
步骤S3：将矿渣多孔载体置入混合液中，使其粘附一层厚度为1mm的混合液，然后转移至氯化钙溶液中，静置5-8min后用清水冲洗2-3次，得到铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒；
矿渣多孔载体通过如下步骤制备：
步骤一：将细骨料、凹凸棒土、碳化硅粉末和碳粉搅拌混合，获得粉体材料，将粘结剂、助熔剂和分散剂加水搅拌溶解后加入粉体材料中，边搅拌边添加粗骨料，搅拌后得到浆料；
步骤二：将聚丙烯发泡颗粒加入浆料中，搅拌均匀至浆料含水量为15-20%，平铺在模具中，压平并控制厚度为2-3cm，然后切分成边长为2-3cm的立方体小颗粒，干燥；
步骤三：将干燥后的小颗粒投入烧结炉中，在5℃/min的速率下将烧结炉的炉温升至200℃，再以1℃/min的速率将炉温升至450℃，在10℃/min的条件下将炉温升至1250-1300℃，保温1.5-2h，然后将烧结炉的炉温降至室温；取出烧制好的小颗粒，得到矿渣多孔载体。
2.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1中去离子水、二氧化锰粉末、四氯化铂、柠檬酸和硼氢化钠的用量比为2000mL：60g：1.04g：0.26g：21.64g。
3.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S2中蒸馏水、海藻酸钠和催化剂粉末的用量比为100mL：4g：6g。
4.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，细骨料、凹凸棒土、碳化硅粉末、碳粉、粘结剂、助熔剂、分散剂、水、粗骨料和聚丙烯发泡颗粒的用量比为3-4kg：1-2kg：1kg：0.5-1kg：0.5-1kg：0.1-0.2kg：0.04-0.05kg：2.5-3kg：3-4kg：9.5-12kg。
5.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，粗骨料和细骨料的制备方法为：将铜基多金冶炼矿渣用破碎机破碎，筛选，得到粒径为2-5mm的粗骨料；取部分粗骨料用球磨机研磨，过50目筛，得到细骨料。
6.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，聚丙烯发泡颗粒的粒径为2.5±0.3mm。
7.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，粘结剂为可溶性淀粉。
8.根据权利要求1所述的一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒的制备方法，其特征在于，助熔剂为硼酸。
9.一种铜基多金冶炼矿渣的吸附颗粒，其特征在于，由权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101940909A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-01-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种高效生态型无机甲醛吸附材料及其制备方法 |
| CN102755892A (zh) * | 2012-07-12 | 2012-10-31 | 浙江大学 | 钴矿冶炼矿渣制备高级氧化催化剂的方法及应用 |
| KR20150024511A (ko) * | 2013-08-27 | 2015-03-09 | 연세대학교 원주산학협력단 | 철(수)산화물을 포함하는 다공성 알긴산 겔 복합체의 제조방법 및 이를 이용한 중금속 제거용 흡착제 |
| CN107876001A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-04-06 | 安徽铭能保温科技有限公司 | 一种改性镁砂重金属脱除剂及其制备方法 |
| CN108910909A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-11-30 | 芜湖格丰环保科技研究院有限公司 | 一种利用红土镍矿冶炼废渣制取zsm-5分子筛的方法 |
| CN114307946A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-12 | 成都大学 | 一种改性铜矿尾矿渣及其制备方法和应用 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101940909A (zh) * | 2010-05-04 | 2011-01-12 | 中国矿业大学(北京) | 一种高效生态型无机甲醛吸附材料及其制备方法 |
| CN102755892A (zh) * | 2012-07-12 | 2012-10-31 | 浙江大学 | 钴矿冶炼矿渣制备高级氧化催化剂的方法及应用 |
| KR20150024511A (ko) * | 2013-08-27 | 2015-03-09 | 연세대학교 원주산학협력단 | 철(수)산화물을 포함하는 다공성 알긴산 겔 복합체의 제조방법 및 이를 이용한 중금속 제거용 흡착제 |
| CN107876001A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-04-06 | 安徽铭能保温科技有限公司 | 一种改性镁砂重金属脱除剂及其制备方法 |
| CN108910909A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-11-30 | 芜湖格丰环保科技研究院有限公司 | 一种利用红土镍矿冶炼废渣制取zsm-5分子筛的方法 |
| CN114307946A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-04-12 | 成都大学 | 一种改性铜矿尾矿渣及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 负载铂的酸活化高岭土室温甲醛氧化性能;雷春生;朱晓峰;;环境工程学报(第10期);全文 * |
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