[发明专利]一种具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料及其用途

权利要求书

1. 一种具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料由孔隙率为35%~85%的多孔陶瓷基体和在所述多孔陶瓷基体的内部原位生成的纳米零价铁粒子构成，所述多孔陶瓷基体的微孔大小为2~10微米，且在所述微孔内形成有绒状的无定型硅-铁-碳结构，构成所述多孔陶瓷基体的陶瓷成分的至少25wt%为硅藻土，所述微孔内的绒状的无定型硅-铁-碳结构在吸水后能够形成吸附膜。

2. 根据权利要求1所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：所述的过滤材料的表面为铁青色或青灰色，新鲜断面为蓝色，所述过滤材料在吸水或浸水后变成黑色；所述过滤材料能够将0.1mm以下Y25磁铁粉末吸附；所述过滤材料在刮去表层粉末后，按NY/T 1377-2007土壤标准测定的pH为7.2~8.5。

3. 根据权利要求1所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：构成所述多孔陶瓷基体的陶瓷成分全部为硅藻土，或为硅藻土与选自高岭土、膨润土中的一种或二种的组合。

4. 根据权利要求1所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：所述多孔陶瓷基体的孔隙率为50%~70%。

5. 根据权利要求1所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：所述过滤材料通过对多孔陶瓷基体进行纳米铁改性得到，纳米铁改性的方法是先将多孔陶瓷基体吸附上二价铁离子，再利用还原剂对吸附在多孔陶瓷基体上的二价铁离子进行原位还原，最后将多孔陶瓷基体在300℃~500℃下进行无氧烧结。

6. 根据权利要求1或5所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：所述的过滤材料的形状为球形颗粒、柱状颗粒或中空滤芯。

7. 根据权利要求5所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：所述的过滤材料通过如下步骤制得：

（1）将多孔陶瓷基体浸泡到pH 7.0~8.0、含有亚铁离子和增粘剂的水相混合液中，待多孔陶瓷基体完全润湿后，取出多孔陶瓷基体，晾干备用；

（2）将经过步骤（1）的多孔陶瓷基体浸入到pH 8.5~9.5、含硼氢化钠0.1wt%~5wt%的水溶液中，2~8分钟后取出，晾干备用；

（3）将经过步骤（2）的多孔陶瓷基体放入到无氧炉中进行无氧烧结，升温速度为80~100℃/小时，升温至300℃~500℃，保温0.5~3小时，即得所述具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料。

8. 根据权利要求7所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：其特征在于：步骤（1）中，所述增粘剂为葡萄糖、蔗糖及可溶性淀粉中的一种或多种的组合，增粘剂在水相混合液中的含量为0.2wt%~15wt%；步骤（2）所述的水溶液中硼氢化钠的含量为2wt%~5wt%；步骤（3）中，使所述烧结在氮气或氢气保护下进行。

9. 根据权利要求7所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料，其特征在于：其特征在于：步骤（3）中，烧结温度为380℃~420℃。

10. 权利要求1至9中任一项权利要求所述的具有吸附和固定砷及重金属功能的过滤材料用于除去水中三价砷、五价砷以及重金属离子的用途。