[发明专利]复合材料

说明书

本发明提供一种复合材料，其包括多个具有玻璃相结构的多孔硅酸盐颗粒、吸附在多孔硅酸盐颗粒的玻璃相结构内的第一活性金属、以及形成在多孔硅酸盐颗粒表面上的含有第二活性金属的改性层。多孔硅酸盐颗粒的平均孔径为3nm至50nm，且第一活性金属包括钠、钾、钙、及镁的至少一种。

技术领域

本公开涉及一种复合材料，该复合材料具有含活性金属的改性层。

背景技术

用于废金属吸附的商用吸附材料或载体材料受限于其自身性质，可在某些物质上应用或在某些环境中应用。例如，大多数吸附材料在酸性环境中的吸附能力可能下降。此外，甚至可能会发生吸附材料的破碎现象，因此，吸附材料的应用区域将受到强烈限制。

据此，研发更方便有效的用于在高酸性环境中吸附水中的重金属污染物的复合材料，是亟待解决的课题。因此，本公开提供一种从一般钠钙玻璃或液晶面板(LCD panel)玻璃制得的复合材料，该复合材料用于有效地从废水中移除有害物质。

发明内容

本公开中，基于液晶面板玻璃的物理和化学性质，使用改性剂重构液晶面板玻璃，以维持其在高酸、高碱、高盐或有机物质环境中的稳定性，同时改变其表面性质以增加化学活性和物理吸附性。结果，一般钠钙玻璃或废液晶面板玻璃可作为原材料来制备具有高吸附性和可回收的改性复合材料(后文中缩写为“复合材料”)，用于从废水中移除有害物质。

本公开提供一种复合材料，其包括：多个具有玻璃相结构的多孔硅酸盐颗粒；吸附在多孔硅酸盐颗粒的玻璃相结构中的第一活性金属；以及形成在多孔硅酸盐颗粒表面上的含有第二活性金属的改性层。该多孔硅酸盐颗粒的平均孔径为3nm至50nm，且该第一活性金属包括钠、钾、钙、及镁中的至少一种。

附图说明

图1A显示废液晶面板玻璃粉末的扫描电子显微镜(SEM)图像；

图1B是多孔硅酸盐颗粒的SEM图像；

图2A显示多孔硅酸盐颗粒的SEM图像；

图2B显示具有含钠的改性层的复合材料的SEM图像；

图2C显示多孔硅酸盐颗粒及具有含钠的改性层的复合材料的X射线衍射(XRD)谱的强度；

图3显示IRA 743和具有含铁的改性层的复合材料的砷吸附能力；

图4显示具有含铜的改性层的复合材料的汞移除率；

图5显示多孔硅酸盐颗粒和具有含钠的改性层的复合材料的Cu及Ni吸附能力；以及

图6显示多孔硅酸盐颗粒和具有含铁或含铜的改性层的复合材料催化过氧化氢分解的能力。

具体实施方式

下述详细说明书中，基于解释的目的，详述大量具体细节以提供对所揭露实施方式的深入理解。但是，一种或多种实施方式显然可在这些具体细节之外得以实践。在其它例子中，按照图式显示周知结构和装置，以简化附图。

除非语境中明确指定，否则本说明书及所附权利要求书中使用的单数形式“一”和“该”包括复数形式。

本公开中，术语“玻璃相”指的是一种无定形半固体状态。再者，由于具有玻璃相结构的硅酸盐结构非常复杂，硅酸盐的组成表达为各金属的氧化物形式而非盐形式。术语“重金属”包括过渡金属和具有生物毒性的类金属元素砷。

美国专利申请号US 15/195,216和US 14/966,536的公开内容通过引用而以其整体并入本文。