本发明属于水处理领域，涉及一种磁性萃淋树脂、制备方法及其应用，具体涉及一种对二价镉废水具有优良的吸附性能的磁性萃淋树脂、制备方法及其应用。
背景技术：
镉是一种重要的化工原料，目前在镍镉电池制造、化肥和农药的生产、电镀、金属冶炼及矿石提炼等行业得到了广泛的应用。但由此产生的大量含镉废水给人类和环境带来了极大的危害。镉在水体中主要以Cd(II)形式存在，属于一类污染物，国家规定的镉排放标准仅为0.1mg/L，饮用水中Cd(II)的含量小于0.005mg/L，对其处理具有重要的意义。
目前应用于镉废水的处理方法主要包括化学沉淀法、离子交换法、絮凝法、浮选法、膜分离技术、电化学处理法及吸附法等。其中化学沉淀法是目前应用比较广泛的一种方法，主要是通过适当的化学反应，将水体溶解态的重金属转变成难溶于水或不溶于水的重金属氧化物，然后将这些化合物从水体中去除。但该方法会产生大量富含重金属的污泥，且污泥的处理成本和相关维修费用较高。
吸附法具有操作简便、成本较低、工艺简单、金属离子容易回收、吸附剂可以循环再生使用等优点，已经在废水处理过程中被广泛应用。磁性萃淋树脂作为金属处理的重要吸附材料之一，既具有溶剂萃取的高选择性和高效性，又像离子交换一样操作方便、无污染。同时，随着磁性分离技术的发展，磁性吸附剂在Cd(Ⅱ)废水处理方面展现出良好的应用前景。
因此开发一种可用于Cd(II)分离的新型磁性磁性萃淋树脂及其制备方法，具有十分重要的意义。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种磁性萃淋树脂及其制备方法和应用，所述磁性萃淋树脂能够高效萃取废液中的Cd(II)，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明目的之一在于提供一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三铁、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。
作为本发明优选的技术方案，所述磁性萃淋树脂中四氧化三铁的质量分数为5～20％，如5％、6％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述磁性萃淋树脂中萃取剂的质量分数为20～45％，如20％、25％、30％、35％、40％或45％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述磁性萃淋树脂中聚(苯乙烯-二乙烯基苯)的质量分数为40％～60％，如40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、58％或60％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述萃取剂为Cyanex 272。
本发明目的之二在于提供一种上述磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将三氯化铁和二氯化铁溶解于水中，得到混合水溶液；
(b)在惰性气体保护下加热，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入浓氨水，待溶液变黑后，加入油酸，反应得到油酸修饰的四氧化三铁。
作为本发明优选的技术方案，步骤(a)所述三氯化铁与二氯化铁的摩尔比为(1～3):1，如1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1或3:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)所述混合水溶液中三氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L，如0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(a)所述混合水溶液中二氯化铁的浓度为0.1～0.5mol/L，如0.1mol/L、0.15mol/L、0.2mol/L、0.25mol/L、0.3mol/L、0.35mol/L、0.4mol/L、0.45mol/L或0.5mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述惰性气体包括氮气、氦气或氩气中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氮气和氦气的组合、氮气和氩气的组合、氦气和氩气的组合或氮气、氩气和氦气的组合等。
优选地，步骤(b)所述加热的温度为60～90℃，60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)加入浓氨水在搅拌下进行。
优选地，所述搅拌的速度为500～1000r/min，如500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min或1000r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述浓氨水的加入量为每100mL所述混合水溶液5～17mL，如5mL、6mL、7mL、8mL、9mL、10mL、11mL、12mL、13mL、14mL、15mL、16mL或17mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述油酸的加入量为每100mL所述混合水溶液3～10mL，如3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL、9mL或10mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述反应的时间为20～60min，如20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述反应结束后对产物进行纯化。
优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁、引发剂、萃取剂、苯乙烯和二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将水、明胶、曲拉通X-100和碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，搅拌得混合溶液，反应，熟化，得到磁性萃淋树脂。
作为本发明优选的技术方案，步骤(a′)所述引发剂为偶氮二异丁腈。
优选地，步骤(b′)所述混合的温度为30～60℃，如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述搅拌的速度为100～900r/min，如100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min或900r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述搅拌的温度为25～60℃，如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述搅拌的时间为5～45min，如5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min或45min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述反应的温度为60～90℃，如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述反应的时间为3～10h，如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述熟化的温度为70～100℃，如70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、85℃、90℃、92℃、95℃、98℃或100℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述熟化的时间为5～45min，5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min或45min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述熟化结束后对产物进行纯化。
优选地，所述纯化的方法为磁分离，洗涤和干燥。
作为本发明优选的技术方案，步骤(c′)所述混合溶液中油酸修饰的四氧化三铁的质量浓度为0.5～1.7％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％或1.7％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中引发剂的质量浓度为0.05～0.17％，如0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％或0.17％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中萃取剂的质量浓度为2～3.5％，如2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％或3.5％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中苯乙烯的质量浓度为2～3.5％，2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％或3.5％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中二乙烯基苯的质量浓度为0.5～1.7％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％或1.7％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中明胶的质量浓度为0.5～1.7％，如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％或1.7％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中曲拉通X-100的体积浓度为0.05～0.17％，如0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％或0.17％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(c′)所述混合溶液中碳酸钙的质量浓度为0.05～0.17％，如0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％或0.17％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明目的之三在于提供一种上述磁性萃淋树脂的应用，所述磁性萃淋树脂用于处理含Cd(II)废水，包括以下步骤：
(1′)向含Cd(II)废水中加入权利要求1-3所述的磁性萃淋树脂，得到处理前液；
(2′)将步骤(1′)得到的处理前液的pH调节至2～7，震荡，固液分离，得到净化液。
其中所述pH可以是2、3、4、5、6或7，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂通过四氧化三铁与萃取剂的协同作用，使其对废水中的Cd(II)具有良好的吸附作用，当溶液中Cd(II)初始浓度为40mg/L时，吸附剂对Cd(II)的平衡吸附量为8.90～9.33mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为100mg/L时平衡吸附量为11.45～13.54mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为200mg/L时平衡吸附量为17.25～18.52mg/g吸附剂；
(2)本发明提供的一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述制备方法有机溶剂用量少，对环境友好，降低了生产成本，同时所述制备方法工艺简单，可用于工业化生产。
附图说明
图1本发明实施例2制备的磁性萃淋树脂的扫描电镜测试图。
具体实施方式
本发明具体实施例部分提供一种磁性萃淋树脂，所述磁性萃淋树脂的组分包括四氧化三体、萃取剂以及聚(苯乙烯-二乙烯基苯)，所述四氧化三铁和萃取剂负载于聚(苯乙烯-二乙烯基苯)。
还提供一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将10mmol三氯化铁和5mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氮气保护下加热至60℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入5mL浓氨水，待溶液变黑后，加入3mmol油酸，反应20min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的0.7g油酸修饰的四氧化三铁、0.07g偶氮二异丁腈、3g萃取剂Cyanex 272、3g苯乙烯和1g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将125mL水、1g明胶、200μL曲拉通X-100和0.15g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，40℃下500r/min搅拌20min得混合溶液，70℃反应6h，90℃熟化30min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例2
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将50mmol三氯化铁和25mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氮气保护下加热至90℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入17mL浓氨水，待溶液变黑后，加入10mmol油酸，反应60min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1g油酸修饰的四氧化三铁、0.1g偶氮二异丁腈、3g萃取剂Cyanex 272、3g苯乙烯和1g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将125mL水、1g明胶、200μL曲拉通X-100和0.15g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，60℃下500r/min搅拌20min得混合溶液，80℃反应6h，90℃熟化30min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例3
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将40mmol三氯化铁和20mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氦气保护下加热至70℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入10mL浓氨水，待溶液变黑后，加入5mmol油酸，反应30min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的0.5g油酸修饰的四氧化三铁、0.05g偶氮二异丁腈、2g萃取剂Cyanex 272、2g苯乙烯和0.5g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、0.5g明胶、50μL曲拉通X-100和0.05g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，60℃下100r/min搅拌45min得混合溶液，60℃反应10h，70℃熟化45min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例4
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将45mmol三氯化铁和15mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氩气保护下加热至80℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入15mL浓氨水，待溶液变黑后，加入8mmol油酸，反应40min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1.7g油酸修饰的四氧化三铁、0.17g偶氮二异丁腈、3.5g萃取剂Cyanex 272、3.5g苯乙烯和1.7g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、1.7g明胶、170μL曲拉通X-100和0.17g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，30℃下900r/min搅拌5min得混合溶液，90℃反应3h，100℃熟化5min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例5
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将50mmol三氯化铁和50mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氩气保护下加热至75℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入12mL浓氨水，待溶液变黑后，加入6mmol油酸，反应45min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1.2g油酸修饰的四氧化三铁、0.12g偶氮二异丁腈、3g萃取剂Cyanex 272、3g苯乙烯和1.5g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、1.2g明胶、120μL曲拉通X-100和0.12g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，50℃下600r/min搅拌30min得混合溶液，75℃反应4h，80℃熟化40min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
实施例6
一种磁性萃淋树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)采用共沉淀法制备得到油酸修饰的四氧化三铁；
步骤(1)所述共沉淀法制备油酸修饰的四氧化三铁包括以下步骤：
(a)将10mmol三氯化铁和10mmol二氯化铁溶解于100mL水中，得到混合水溶液；
(b)在氮气保护下加热至65℃，并向步骤(a)得到的混合水溶液中加入8mL浓氨水，待溶液变黑后，加入4mmol油酸，反应35min，磁分离，水洗，真空干燥得到油酸修饰的四氧化三铁。
(2)将步骤(1)得到的油酸修饰的四氧化三铁与苯乙烯、二乙烯基苯以及萃取剂采用悬浮聚合法制备得到所述磁性萃淋树脂。
步骤(2)所述悬浮聚合法包括以下步骤：
(a′)将步骤(1)得到的1.2g油酸修饰的四氧化三铁、0.8g偶氮二异丁腈、2.5g萃取剂Cyanex 272、2.5g苯乙烯和1.2g二乙烯基苯混合，得到油相；
(b′)将100mL水、0.8g明胶、80μL曲拉通X-100和0.08g碳酸钙混合，得到水相；
(c′)将步骤(a′)得到的油相加入到步骤(b′)得到的水相中，45℃下400r/min搅拌45min得混合溶液，65℃反应8h，85℃熟化35min，磁分离，水洗，真空干燥得到磁性萃淋树脂。
对比例1
一种磁性萃淋树脂的制备方法，除了不加入四氧化三铁以及不进行与四氧化三铁相关的步骤外，其他条件均与实施例1相同。
对比例2
一种磁性萃淋树脂的制备方法，除了不对四氧化三铁进行油酸修饰外，其他条件均与实施例1相同。
对比例3
一种磁性萃淋树脂的制备方法，除了不加入萃取剂Cyanex 272以及不进行与萃取剂Cyanex 272相关的步骤外，其他条件均与实施例1相同。
采用实施例1-6以及对比例1-3的产品作为吸附剂，研究镉溶液初始浓度对其平衡吸附量的影响。以20mL的二价镉溶液为目标溶液，pH调至6.5，磁性磁性萃淋树脂mPst-DVB-C272的添加浓度为2.5g/L，空气摇床振荡2h后，固液分离。采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定吸附后Cd(II)的浓度，结果如表1所示。
表1
实施例1-6可以看出本发明提供的一种萃淋树脂在Cd(II)的浓度为40mg/L时的平衡吸附量为8.90～9.33mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为100mg/L时平衡吸附量为11.45～13.54mg/g吸附剂，Cd(II)的浓度为200mg/L时平衡吸附量为17.25～18.52mg/g吸附剂，而对比例1-3为不添加四氧化三铁、四氧化三铁不经过油酸修饰以及不添加萃取剂Cyanex 272的萃淋树脂，其对Cd(II)浓度为40mg/L、100mg/L以及200mg/L时的吸附量均不超过1mg/g吸附剂，远低于实施例1，因此本问题提供的萃淋树脂通过四氧化三铁与萃取剂的协同作用，使其对Cd(II)具有优异的吸附性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。