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CN112705177A - 一种多孔吸附材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种多孔吸附材料及其制备方法与应用 Download PDF

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CN112705177A CN202011613616.8A CN202011613616A CN112705177A CN 112705177 A CN112705177 A CN 112705177A CN 202011613616 A CN202011613616 A CN 202011613616A CN 112705177 A CN112705177 A CN 112705177A
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Abstract

本发明涉及餐厨油烟净化功能材料领域，尤其涉及一种多孔吸附材料及其制备方法与应用。所述多孔吸附材料，其为表面多孔的中空微球；球体的外表面亲水，内表面亲油；所述中空微球的直径为500nm～2μm，所述孔的直径为50～200nm。本发明的多孔吸附材料可以通过表面贯穿的微孔与腔内的亲油性质协同作用吸附油烟气中亲油的化学组分，而外表面亲水性可以让无污染的水蒸气顺利通过不进入腔内，通过选择性吸附提高了过滤吸附对油烟气中亲油组分的去除效率。本发明的多孔吸附材料可以通过表面复合的贵金属纳米颗粒对油烟气中的VOC进行催化氧化，针对性的解决传统过滤吸附材料无法处理VOC的问题。

Description

一种多孔吸附材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及餐厨油烟净化功能材料领域，尤其涉及一种多孔吸附材料及其制备方法与应用。
背景技术
庞大的人口基数和丰富的饮食文化都决定了餐厨垃圾与油烟给环境带来了巨大的负担；其中，餐饮油烟废气已经成为了城市主要污染源之一，与工业废气、汽车废气并成为城市“三大污染杀手”。油烟包含的有害物质主要有固体颗粒物、油滴颗粒物和挥发性有机化合物(VOC)等，是一种包含气液固三相的气溶胶，成分多达三百多种，包括脂肪酸、烷烃、烯烃、醛、酮、醇、酯、芳香化合物和杂环化合物等。研究表明，其中很多化学物质具有肺毒性、免疫毒性、遗传毒性和潜在的致癌性，会严重影响人们的日常生活和身体健康。因此，油烟治理是如今社会高速发展下必须面对和解决的问题。
但是，针对油烟废气的监测和治理存在着很多局限和问题，比如：城市餐饮业众多且分散导致监管信息缺失，很多企业、餐饮业个体户和普通居民对油烟污染不重视，监管部门人力物力有限和监测方法落后等。但随着智慧城市建设的推进，大数据平台的不断完善，现有的技术手段足够让监测方法和信息反馈得到极大的提升，因此，兼顾革新油烟废气的处理技术迫在眉睫。
目前，对油烟废气的处理十分简单且无效，很多时候仅仅是将废气简单的从局部环境中抽走排放到大环境中，环境污染完全无法避免。而现有技术中也出现了很多处理技术和设备，包括机械式、过滤式、湿式、生物法、催化净化法、静电式和复合式等。由于单一的方式难以对油烟进行有效处理，所以公认为用不同方法进行分级处理是目前最为有效的手段。
在油烟的分级处理中，往往先用惯性碰撞的机械方法将较大的颗粒物剥离，再用过滤装置或液体洗涤或静电沉积或催化氧化的方式进行深度处理。其中，催化氧化方法虽然处理能力强，但往往只适用于大型食品加工企业，中小型餐饮业和居民使用性价比极低，难以推广；静电沉积技术现在也较为成熟，市场占有率大，但由于处理过程会产生油膜阻碍放电，需要定时清洗，导致成本较高；而过滤吸附往往是利用亲油多孔材料来截留净化，高效稳定，成本低，但是吸附过滤很难对有机化合物(VOC)进行清除，且滤料易堵塞，需要定期更换又增加了其运行成本，一定程度上限制了其推广应用。然而，静电沉积中油膜的产生是难以避免的，而过滤吸附方式可以通过改变吸附材料来实现技术的革新。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种多孔吸附材料，其为表面多孔的中空微球；球体的外表面亲水，内表面亲油；
所述中空微球的直径为500nm～2μm，所述孔的直径为50～200nm。
现有技术中，过滤吸附所采用的吸附材料多为活性炭、无纺布、海绵和球形滤料等，然而上述吸附材料是利用微孔产生的引力作用进行吸附，进而不具备明显的选择性。本发明意外发现，采用上述多孔吸附材料替代传统的吸附材料，具备如下明显优势：①本发明提供的多孔吸附材料的形貌为尺寸在微米级别的表面多孔的中空微球，球体的外表面亲水、内表面亲油，从而对油烟截留时具有选择性；具体地，油烟中的水蒸气几乎不受影响，而油性颗粒则会被吸入腔内而被截留；②油烟中成分复杂，不同的化合物其性质也不尽相同，单纯的传统材料不易进行统一截留，而本发明的多孔吸附材料虽然内表面具备亲油性质，但其具体的官能团可以通过更改反应原料随之改变，如可以修饰烷基、芳香基等，因而可以制备内表面具有不同官能基团的多孔吸附材料，得到混合吸附材料，从而可以更广泛的对油性颗粒进行截留；③本发明的多孔吸附材料表面具有活性基团，可以修饰上Pt基等贵金属纳米颗粒，从而使挥发性有机化合物(VOC)在一定温度下能够被催化氧化，一定程度上解决了过滤吸附方法对VOC无法处理的问题。
本发明还提供一种多孔吸附材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将含亲水基团的硅烷偶联剂、正硅酸四乙酯、含亲油基团的硅烷偶联剂溶解到有机溶剂中，得油相溶液；
(2)将水解苯乙烯-马来酸酐共聚物和Tween 80溶解到水中，调pH至弱酸性，得水相溶液；
(3)将所述油相溶液和所述水相溶液混合，剪切乳化，得水包油乳液；
(4)将所述水包油乳液进行溶胶凝胶反应，洗涤、干燥后，得微球粉末；
(5)将所述微球粉末分散到水中，加入氯铂酸，吸附0.5～1.5h，再加入NaBH4进行原位还原，洗涤、干燥后，即得。
本发明中，先通过乳液液滴为软模板，通过溶胶凝胶反应实现乳液界面材料化。少量的Tween 80起到制孔剂的作用使微球表面得到贯穿通孔。而由于水解苯乙烯-马来酸酐共聚物界面诱导作用，使得三种硅烷偶联剂在界面有序排布，亲水基团朝向水相，亲油基团朝向油相，最终使得多孔吸附材料的球体的外表面亲水、内表面亲油。此外，通过表面的官能团吸附还原从而负载上Pt纳米颗粒，从而在相对较低的温度下就可以展现良好的对VOC催化氧化性能。
为了进一步提升多孔吸附材料的质量，本发明对其制备方法进行了优化，具体如下：
作为优选，所述含亲水基团的硅烷偶联剂为选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；优选为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
作为优选，所述含亲油基团的硅烷偶联剂为选自正辛基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、(3-异氰基丙基)三乙氧基硅、烯丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；优选为选自辛基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
作为优选，所述有机溶剂为选自正己烷、正庚烷、正癸烷、甲苯、二甲苯中的一种或几种。
作为优选，按质量比计，含亲水基团的硅烷偶联剂：正硅酸四乙酯：含亲油基团的硅烷偶联剂＝(1～2)：(5～6)：(0.5～1)。
作为优选，所述水解苯乙烯-马来酸酐共聚物(HSMA)由包括如下步骤的方法制得：
(1)将苯乙烯和马来酸酐加入溶剂中，待完全溶解后加入偶氮二异丁腈，在80～90℃下进行自由基聚合反应，得苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(2)将所述苯乙烯-马来酸酐共聚物加入氢氧化钠水溶液中，进行水解反应。
进一步地，所述苯乙烯和所述马来酸酐的摩尔比为0.5～1.5：0.5～1.5；优选为1:1。
进一步地，所述溶剂为选自甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种或几种；优选为甲苯。
进一步地，所述偶氮二异丁腈占所述苯乙烯和马来酸酐总质量的0.3～0.6％。
进一步地，所述水解反应在75～85℃下进行2.5～3.5h。
作为优选，按质量比计，水解苯乙烯-马来酸酐共聚物：Tween 80＝(15～30)：1；优选为20：1。
作为优选，所述剪切乳化在8000～12000rpm下进行8～12min；优选在10000rpm下进行10min。
和/或，所述溶胶凝胶反应在65～75℃下进行11～13h；优选在70℃下进行12h。
作为本发明的较佳技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将质量比为(1～2)：(5～6)：(0.5～1)氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸四乙酯、含亲油基团的硅烷偶联剂溶解到有机溶剂中，得油相溶液；
(2)将摩尔比为1：1的苯乙烯和马来酸酐加入溶剂中，待完全溶解后加入偶氮二异丁腈，在80～90℃下进行自由基聚合反应，得苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(3)将所述苯乙烯-马来酸酐共聚物加入10％的氢氧化钠水溶液中，在75～85℃下水解2.5～3.5h，得水解苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(4)将质量比为20：1的所述水解苯乙烯-马来酸酐共聚物和Tween 80溶解到水中，调pH至3～4，得水相溶液；
(5)将所述油相溶液和所述水相溶液混合，在10000rpm剪切乳化10min，得水包油乳液；
(6)将所述水包油乳液在65～75℃下溶胶凝胶11～13h，洗涤、干燥后，得微球粉末；
(7)将所述微球粉末分散到水中，加入氯铂酸，吸附0.5～1.5h，再加入NaBH4进行原位还原，洗涤、干燥后，即得。
本发明同时提供利用上述方法制得的多孔吸附材料。
本发明还提供上述多孔吸附材料在油烟气分离与净化中的应用；优选所述油烟气包括固体颗粒物、油滴颗粒物和挥发性有机化合物。
将本发明的多孔吸附材料用于油烟气分离与净化处理时，可将腔内带有不同亲油基团的多孔吸附材料混合在一起使用，如内表面带有烷基、芳香基、烯丙基、醛基等，因油烟气中组分复杂且多样，混合多孔吸附材料能够更高效的阻截油烟气中各个化学组分。
本发明的有益效果：
(1)本发明的多孔吸附材料可以通过表面贯穿的微孔与腔内的亲油性质协同作用吸附油烟气中亲油的化学组分，而外表面亲水性可以让无污染的水蒸气顺利通过不进入腔内，通过选择性吸附提高了过滤吸附对油烟气中亲油组分的去除效率。
(2)本发明的多孔吸附材料可以通过改变硅烷偶联剂的亲油官能团实现腔内带有不同亲油基团。
(3)本发明的多孔吸附材料可以通过表面复合的贵金属纳米颗粒对油烟气中的VOC进行催化氧化，针对性的解决传统过滤吸附材料无法处理VOC的问题。
附图说明
图1为实施例1的多孔吸附材料的SEM图；
图2为实施例1的多孔吸附材料的TEM图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种多孔吸附材料(如图1、图2所示)，所述多孔吸附材料的制备方法如下：
(1)将1.08g氨丙基三甲氧基硅烷、5.2g正硅酸乙酯和0.82g正辛基三甲氧基硅烷溶解到25g正癸烷中，得油相溶液；
(2)向装有冷凝管、温度计、搅拌器的三口瓶中加入一定量的甲苯，通氮除氧后加入占甲苯质量10％的苯乙烯和马来酸酐(摩尔比为1∶1)，室温搅拌溶解，加入占单体(即苯乙烯和马来酸酐总量)质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，机械搅拌均匀后，将三口瓶置于85℃恒温水浴中，保持搅拌，冷凝回流，持续通氮，当观察到白色沉淀时，继续反应4h后停止反应，反应混合物冷却至室温后抽滤，所得白色粉末在60℃下真空干燥，得苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(3)向10％的氢氧化钠水溶液中加入10％的所述苯乙烯-马来酸酐共聚物，80℃下搅拌水解3h，得浅黄色透明粘稠溶液(即水解苯乙烯-马来酸酐共聚物)；
(4)将10％的所述水解苯乙烯-马来酸酐共聚物加入到75g水中，用2M盐酸调节体系pH值至3～4，再加入Tween 80(HSMA：Tween 80＝20：1)，得水相溶液；
(5)将所述油相溶液和所述水相溶液混合，室温下使用高速剪切乳化机在10000rpm剪切乳化10min，得水包油乳液；
(6)将所述水包油乳液在70℃下溶胶凝胶12h，反应完后，用水和乙醇各洗涤三次，干燥，得微球粉末；
(7)将所述微球粉末分散到水中，加入少量氯铂酸，吸附1h，再加入微量NaBH4进行原位还原，洗涤、干燥后，即得表面复合Pt纳米颗粒的多孔吸附材料。
实施例2
本实施例提供一种多孔吸附材料，所述多孔吸附材料的制备方法如下：
(1)将1.08g氨丙基三甲氧基硅烷、5.2g正硅酸乙酯和0.82g苯基三甲氧基硅烷溶解到25g正癸烷中，得油相溶液；
(2)向装有冷凝管、温度计、搅拌器的三口瓶中加入一定量的甲苯，通氮除氧后加入占甲苯质量10％的苯乙烯和马来酸酐(摩尔比为1∶1)，室温搅拌溶解，加入占单体(即苯乙烯和马来酸酐总量)质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，机械搅拌均匀后，将三口瓶置于85℃恒温水浴中，保持搅拌，冷凝回流，持续通氮，当观察到白色沉淀时，继续反应4h后停止反应，反应混合物冷却至室温后抽滤，所得白色粉末在60℃下真空干燥，得苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(3)向10％的氢氧化钠水溶液中加入10％的所述苯乙烯-马来酸酐共聚物，80℃下搅拌水解3h，得浅黄色透明粘稠溶液(即水解苯乙烯-马来酸酐共聚物)；
(4)将10％的所述水解苯乙烯-马来酸酐共聚物加入到75g水中，用2M盐酸调节体系pH值至3～4，再加入Tween 80(HSMA：Tween 80＝20：1)，得水相溶液；
(5)将所述油相溶液和所述水相溶液混合，室温下使用高速剪切乳化机在10000rpm剪切乳化10min，得水包油乳液；
(6)将所述水包油乳液在70℃下溶胶凝胶12h，反应完后，用水和乙醇各洗涤三次，干燥，得微球粉末；
(7)将所述微球粉末分散到水中，加入少量氯铂酸，吸附1h，再加入微量NaBH4进行原位还原，洗涤、干燥后，即得表面复合Pt纳米颗粒的多孔吸附材料。
实施例3
本实施例提供一种多孔吸附材料，所述多孔吸附材料的制备方法如下：
(1)将1.08g氨丙基三甲氧基硅烷、5.2g正硅酸乙酯和0.82g烯丙基三甲氧基硅烷溶解到25g正癸烷中，得油相溶液；
(2)向装有冷凝管、温度计、搅拌器的三口瓶中加入一定量的甲苯，通氮除氧后加入占甲苯质量10％的苯乙烯和马来酸酐(摩尔比为1：1)，室温搅拌溶解，加入占单体(即苯乙烯和马来酸酐总量)质量0.5％的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，机械搅拌均匀后，将三口瓶置于85℃恒温水浴中，保持搅拌，冷凝回流，持续通氮，当观察到白色沉淀时，继续反应4h后停止反应，反应混合物冷却至室温后抽滤，所得白色粉末在60℃下真空干燥，得苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(3)向10％的氢氧化钠水溶液中加入10％的所述苯乙烯-马来酸酐共聚物，80℃下搅拌水解3h，得浅黄色透明粘稠溶液(即水解苯乙烯-马来酸酐共聚物)；
(4)将10％的所述水解苯乙烯-马来酸酐共聚物加入到75g水中，用2M盐酸调节体系pH值至3～4，再加入Tween 80(HSMA：Tween 80＝20：1)，得水相溶液；
(5)将所述油相溶液和所述水相溶液混合，室温下使用高速剪切乳化机在10000rpm剪切乳化10min，得水包油乳液；
(6)将所述水包油乳液在70℃下溶胶凝胶12h，反应完后，用水和乙醇各洗涤三次，干燥，得微球粉末；
(7)将所述微球粉末分散到水中，加入少量氯铂酸，吸附1h，再加入微量NaBH4进行原位还原，洗涤、干燥后，即得表面复合Pt纳米颗粒的多孔吸附材料。
试验例1
本试验例将实施例1～3的多孔吸附材料用于油烟气分离与净化处理，具体如下：
(1)试验过程：收集油烟气，按5mL/s鼓气速度向密闭的500mL CCl4中鼓气30s，充分溶解后取少量用红外测油仪测出油含量；将实施例1～3的多孔吸附材料混合(内腔修饰多种官能团)填柱，将同一批油烟气同样按照5mL/s鼓气速度过柱后通向密闭的500mL CCl4中鼓气30s后，充分溶解后取少量用红外测油仪测出油含量。
(2)试验结果：未过柱油含量为126ppm，过柱后油含量为4ppm。
(3)由结果可知：实施例1～3的多孔吸附材料具备优异的吸附油烟功能。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种多孔吸附材料，其特征在于，其为表面多孔的中空微球；球体的外表面亲水，内表面亲油；
所述中空微球的直径为500nm～2μm，所述孔的直径为50～200nm。
2.一种多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将含亲水基团的硅烷偶联剂、正硅酸四乙酯、含亲油基团的硅烷偶联剂溶解到有机溶剂中，得油相溶液；
(2)将水解苯乙烯-马来酸酐共聚物和Tween 80溶解到水中，调pH至弱酸性，得水相溶液；
(3)将所述油相溶液和所述水相溶液混合，剪切乳化，得水包油乳液；
(4)将所述水包油乳液进行溶胶凝胶反应，洗涤、干燥后，得微球粉末；
(5)将所述微球粉末分散到水中，加入氯铂酸，吸附0.5～1.5h，再加入NaBH4进行原位还原，洗涤、干燥后，即得。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含亲水基团的硅烷偶联剂为选自3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；优选为3-氨丙基三甲氧基硅烷；
和/或，所述含亲油基团的硅烷偶联剂为选自正辛基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯、(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、(3-异氰基丙基)三乙氧基硅、烯丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；优选为选自辛基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，按质量比计，含亲水基团的硅烷偶联剂：正硅酸四乙酯：含亲油基团的硅烷偶联剂＝(1～2)：(5～6)：(0.5～1)。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水解苯乙烯-马来酸酐共聚物由包括如下步骤的方法制得：
(1)将苯乙烯和马来酸酐加入溶剂中，待完全溶解后加入偶氮二异丁腈，在80～90℃下进行自由基聚合反应，得苯乙烯-马来酸酐共聚物；
(2)将所述苯乙烯-马来酸酐共聚物加入氢氧化钠水溶液中，进行水解反应。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯和所述马来酸酐的摩尔比为0.5～1.5：0.5～1.5；
和/或，所述溶剂为选自甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种或几种；优选为甲苯；
和/或，所述偶氮二异丁腈占所述苯乙烯和马来酸酐总质量的0.3～0.6％；
和/或，所述水解反应在75～85℃下进行2.5～3.5h。
7.根据权利要求2或5或6所述的制备方法，其特征在于，按质量比计，水解苯乙烯-马来酸酐共聚物：Tween 80＝(15～30)：1。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述剪切乳化在8000～12000rpm下进行8～12min；
和/或，所述溶胶凝胶反应在65～75℃下进行11～13h。
9.一种多孔吸附材料，其特征在于，利用权利要求2～8任一项所述的方法制得。
10.权利要求1或9所述的多孔吸附材料在油烟气分离与净化中的应用；优选所述油烟气包括固体颗粒物、油滴颗粒物和挥发性有机化合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118543332A (zh) * 2024-06-18 2024-08-27 南京艾布卫新材料科技有限公司 一种可浸没在有机废水中选择性吸附的双亲颗粒碳及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107429A (en) * 1994-10-24 2000-08-22 Amcol International Corporation Process for producing an oil and water adsorbent polymer capable of entrapping solid particles and liquids and the product thereof
CN104945569A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 中国科学院化学研究所 超疏水涂层用两亲性颗粒及其制备方法、和超疏水涂层
CN107262056A (zh) * 2016-04-06 2017-10-20 中国科学院化学研究所 一种环氧树脂-二氧化硅复合单孔 Janus 中空微球及其制备方法
WO2017188138A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 太陽化学株式会社 Ｖｏｃ分解剤
CN111410723A (zh) * 2020-03-11 2020-07-14 江苏大学 一种多孔硼亲和印迹聚合物及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6107429A (en) * 1994-10-24 2000-08-22 Amcol International Corporation Process for producing an oil and water adsorbent polymer capable of entrapping solid particles and liquids and the product thereof
CN104945569A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 中国科学院化学研究所 超疏水涂层用两亲性颗粒及其制备方法、和超疏水涂层
CN107262056A (zh) * 2016-04-06 2017-10-20 中国科学院化学研究所 一种环氧树脂-二氧化硅复合单孔 Janus 中空微球及其制备方法
WO2017188138A1 (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 太陽化学株式会社 Ｖｏｃ分解剤
CN111410723A (zh) * 2020-03-11 2020-07-14 江苏大学 一种多孔硼亲和印迹聚合物及其制备方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118543332A (zh) * 2024-06-18 2024-08-27 南京艾布卫新材料科技有限公司 一种可浸没在有机废水中选择性吸附的双亲颗粒碳及其制备方法

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