[发明专利]从水中除去磷的多孔复合介质

权利要求书

1.一种复合多孔无机过滤介质，具有从污水除去磷和含磷化合物的高容量，其包括：反应性氧化铝/二氧化硅颗粒，其特征在于互连的分层孔隙、高的有效表面积和支持活性纳米材料的孔隙形态。

2.权利要求1的复合多孔过滤介质，其中所述活性纳米材料包含铁(Fe)、镁(Mg)、镧(La)、钙(Ca)、锆(Zr)、或包含这些元素的化合物中的一种或多种，所述纳米材料尺寸小于约700nm。

3.权利要求1的复合多孔过滤介质，其中所述反应性氧化铝/二氧化硅材料包含钠、钾、硅酸锂、铝酸锂、粘土或二氧化硅中的一种或多种。

4.权利要求1的复合多孔过滤介质，由以下混合的成分形成：约2％至10％的硅酸钠、约2％至10％的铝酸钠、约10％至25％的水、约0.1％至2％的表面活性剂、约5％至30％的反应性氧化铝/二氧化硅、约5％至70％的铁基组分、0至10％的增强组分和约0.02％至约1.0％的放气剂。

5.权利要求4的复合多孔过滤介质，其还包含为金属铁、钢、钢合金、铁氧化物、或氢氧化铁中一种或多种的铁基组分。

6.权利要求4的复合多孔过滤介质，其还包括为钙(Ca)、镁(Mg)、镧(La)、锆(Zr)或包含所述元素中的一种或多种的化合物中的一种或多种的增强组分。

7.一种制造用于水处理以除去磷酸盐的复合无机多孔过滤介质的方法，其包括步骤：

(a)提供(1)包含可溶二氧化硅源、铁基组分、反应性氧化铝/二氧化硅源、表面活性剂和放气剂的浆料；和(2)包含可溶氧化铝源、反应性氧化铝/二氧化硅化合物、铁基组分、和表面活性剂的浆料；

(b)将所述浆料维持在约室温、高于约室温或低于约室温；

(c)将所述浆料以受控的方式混合，以制备浆料中所有成分均匀的分散体；

(d)将所述两种浆料的混合物进行模制；和

(e)对模制的浆料提供足够时间，允许放气剂与表面活性剂结合，产生气体，以便在模制部件硬化之前形成所需的多孔过滤介质。

8.根据权利要求7的方法，其中所述两种浆料的所述混合物在金属或聚合增强物的存在下进行模制。

9.根据权利要求7的方法，另外包括通过用碱对该多孔表面进行官能化然后用金属盐溶液处理，在多孔过滤介质表面处生长活性纳米级材料。

10.根据权利要求9的方法，其中该碱是四甲基氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾或氢氧化锂中的一种或多种。

11.根据权利要求9的方法，其中金属盐是硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、醋酸铁或草酸铁中的一种或多种。

12.根据权利要求7的方法，另外包括通过用氧化剂对该表面进行官能化然后用金属盐溶液处理，在多孔过滤介质表面处生长活性纳米级材料。

13.根据权利要求12的方法，其中该碱是氧化剂，并且是高锰酸钾、过氧化氢或苄基过氧化物中一种或多种。

14.根据权利要求12的方法，其中金属盐是硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、醋酸铁或草酸铁中的一种或多种。

15.根据权利要求7的方法，其中用阳离子表面活性剂处理该经硬化的模制部件的表面，阳离子表面活性剂为一种或多种季铵盐，例如十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、或十四烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。

16.一种从被磷污染的水源中除去磷的方法，其包括：将所述含磷污水源与包含反应性氧化铝/二氧化硅颗粒的复合多孔无机过滤介质接触，复合多孔无机过滤介质的特征在于互连分层的孔隙、高的有效表面积和支持活性纳米材料的孔隙形态。

17.根据权利要求16的方法，其中所述活性纳米材料包含铁(Fe)、镁(Mg)、镧(La)、钙(Ca)、锆(Zr)、或包含这些元素的化合物中的一种或多种，所述纳米材料尺寸小于约700nm。

18.根据权利要求16的方法，其中所述反应性氧化铝/二氧化硅材料包含钠、钾、硅酸锂、铝酸锂、粘土或二氧化硅中的一种或多种。