[发明专利]一种除砷过滤材料及其制备方法和在饮用水净化中的应用

权利要求书

1. 一种除砷过滤材料，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，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，以重量份计，所述的多孔陶瓷基体的材料组成为硅藻土50~55份，膨润土6~8份，淀粉3~4份，高岭土3~5份，液体蜡1~2份，铁粉1~3份，炭粉13~15份。

2. 根据权利要求1所述的除砷过滤材料，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，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7.2~8.2。

3. 根据权利要求1所述的除砷过滤材料，其特征在于：所述多孔陶瓷基体的孔隙率为55%~70%。

4. 根据权利要求1所述的除砷过滤材料，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400℃~500℃下进行无氧烧结。

5. 根据权利要求1所述的除砷过滤材料，其特征在于：所述的过滤材料的形状为1~2mm的球形颗粒或长5~20mm的柱状颗粒。

6. 一种如权利要求1至5中任一项权利要求所述的除砷过滤材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将硅藻土、膨润土、高岭土、炭粉、淀粉、液体蜡、铁粉按配方比例混合，在温度350℃~550℃下进行无氧烧结，得到所述多孔陶瓷基体；

（2）、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，其中：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%，所述亚铁离子在水相混合液中的含量为0.5wt%~3wt%；

（3）将经过步骤（2）的多孔陶瓷基体浸入到pH 8.5~9.5、含硼氢化钠2wt%~3wt%的水溶液中，2~8分钟后取出，晾干备用；

（4）将经过步骤（3）的多孔陶瓷基体放入到无氧炉中、在氮气或氢气保护下进行无氧烧结，升温速度为80~100℃/小时，升温至300℃~500℃，保温0.5~3小时，即得所述除砷过滤材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，用柠檬酸钠调节pH。

8. 根据权利要求6所述的除砷过滤材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，用酒石酸调节pH。

9. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，烧结温度为380℃~420℃。

10. 权利要求1至5中任一项权利要求所述的除砷过滤材料在饮用水净化中的应用。