[发明专利]一种生物填料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种生物填料，其特征在于，包括以下重量份数：氧化石墨烯0.01-1份、活化沸石粉2-20份、碳纤维粉1-6份、纳米银粉1-6份、填充物Ⅰ1-6份、填充物Ⅱ1-6份。

2.根据权利要求1所述的生物填料，其特征在于，包括以下重量份数：氧化石墨烯0.5份、活化沸石粉20份、碳纤维粉3份、纳米银粉6份、填充物Ⅰ3份、填充物Ⅱ3份。

3.根据权利要求1或2所述的生物填料，其特征在于，所述填充物Ⅰ为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化钾或氧化铁；所述填充物Ⅱ为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化钾或氧化铁；所述填充物Ⅰ和填充物Ⅱ为不同的成分。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的生物填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚氨酯进行发泡，并经过氧气、氢气双重爆炸形成填料主体；

采用聚丙烯制成外支撑骨架，并包裹在填料主体外；

对氧化石墨烯0.01-1份、活化沸石粉2-20份、碳纤维粉1-6份、纳米银粉1-6份、填充物Ⅰ1-6份、填充物Ⅱ1-6份按重量份数配置并进行处理后，分布于填料主体的表面和基体中，即制成所述生物填料。

5.根据权利要求4所述的生物填料的制备方法，其特征在于，聚氨酯形成填料主体后的内孔孔径为2-2.5mm，开孔率大于90％，表面积大于5000㎡/m³。

6.根据权利要求4所述的生物填料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯制成的外支撑骨架的直径为100mm。

7.根据权利要求4所述的生物填料的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯的制备方法为：

将石墨烯粉末、硝酸钠和高锰酸钾依次加入98％的浓硫酸中，在80℃下以100r/min的速度搅拌1-4h；向反应后所得的混合体系中加水，在90℃下保温25-30min后继续加水稀释；向加水稀释后的混合体系中加入二氧化二氢水溶液并继续搅拌反应2-6h；将反应后所得混合体系离心后取固体部分，经冲洗、超声破碎和冷冻干燥后，即得氧化石墨烯粉末。

8.根据权利要求4所述的生物填料的制备方法，其特征在于，活化沸石粉的制备方法为：

将氯化钠试剂烘干至恒重后配置成浓度为0.1-1mol/L的改性活化液；将沸石按1g：(20-40)ml的固液比投加至所述改性活化液中，50-80℃恒温震荡0.5-3h，震荡速率为100-200r/min；待反应结束后，取出沸石，去离子水洗净后烘干至恒重，最后研磨成粉，即得活化沸石粉。

9.根据权利要求4所述的生物填料的制备方法，其特征在于，对氧化石墨烯、活化沸石粉、碳纤维粉、纳米银粉、填充物Ⅰ和填充物Ⅱ进行的处理具体为：

按重量份数称取各组分：氧化石墨烯0.5份、活化沸石粉20份、碳纤维粉3份、纳米银粉6份、填充物Ⅰ3份、填充物Ⅱ3份，将称取的各组分混合，并制成粒径为4mm的小球样品，将所述小球样品晾干后，进行加热、干燥、烧结，冷却至室温即完成处理；

其中，所述填充物Ⅰ和填充物Ⅱ为氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化钾和氧化铁的两种。

10.一种如权利要求1至3任一项所述的生物填料的应用，其特征在于，每立方米的污水区域堆放所述生物填料的空间占比为50％-70％。