去除重金属的纳米净水材料、制备方法及应用 【技术领域】
本发明属于水的净化领域，具体涉及一系列以高分子材料为填充剂、纳米材料为过滤体，能够将污水中的重金属完全去除的纳米净水材料，以及纳米净水材料的制备方法。
技术背景
近年来，伴随着全球经济的迅速发展，水质污染日益严重，水中有毒、有害物质明显增加，各类水体中重金属污染也日趋加剧，已经对人们的生活和健康造成了巨大的威胁。就我国来说，据有关部门近五年来对我国纵多河流、湖泊及水库等几类水体的监测发现，汞的污染是十分突出的。城市河流有35.11％的河段出现总汞超过地面水III类水体标准，21.43％地河段年均值超标。北方地区超标最高的济南小清河，超标8倍；南方城市河流中污染最重的上海苏州河超标22倍；而在对作为饮用水源的城市河流污染物监测中发现，镉污染仅次于汞污染，城市河流有18.46％的河段面总镉超过III类水体标准，9.23％的河段年均值超过III类水体标准；镉和铅也是比较普遍的重金属污染物，近年来在对我国各大湖泊的调查中发现，这两种金属一直呈现上升趋势，已经开始影响到水体的质量；重金属污染不仅存在于地表水体，在地下水体中也是一个不容忽视的问题。据调查，我国绝大多数城市的地下水都不同程度的存在着较突出的水质问题，而城市生活污染、工业污染、饮用未经处理的污水灌溉农田以及地质条件恶化等是造成污染的主要原因。据统计，全国地下水水质超标(III类地下水体标准)面积大于200km2的城市有11.1％，超标面积在100-200km2的有18.5％，20--100km2的有48.2％，其主要污染物为重金属(如六价铬、汞等)。由以上所述可以看出，解决地表水体、地下水体、饮用水源中日益突出的重金属污染问题，对于提高水质、保护人民健康与安全有着十分重要的意义。
目前去除重金属的水质净化技术主要有：沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺、离子交换法等。由国内外的研究可以看出，对水中重金属离子的去处确实有许多不同的方法，这些工艺方法普遍存在着对重金属离子选择性差、效率低、成本高等的缺点。
【发明内容】
本发明的目的是：提供一系列由以高分子材料为填充剂、纳米材料为过滤体能够对水中的重金属有效去除的纳米净水材料。
本发明的另一个目的是提供上述纳米净水材料的制备方法。
如图1所示，为本发明所述的纳米净水材料，其形状包括层状圆形、卷曲筒状及片状其主要成份为铝的氧化—氢氧化相：30-60％，玻璃纤维：10-35％，纤维素：15-40％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为15-80纳米，比表面积200-800平方米/克。
纳米净水材料的制备方法如下：
1.将浓度为0.5-10.5g/l的酸性溶液10-100ml加入玻璃纤维(1.5-15.5g)的水悬浮液(其中玻璃纤维0.5-15.8g，蒸馏水100-500ml)中，将混合物加热至20-120℃；
2.将加热后的混合物取出并向其中投入粒径为15-70nm的铝粉0.2-10.2g，然后置于超声发生器(K-100型超声波清洗器)中，在20-150℃温度下超声0.3-5.5h，之后加入0.5-20g/l的四乙基正硅酸酯的醇溶液10-110ml继续振荡5-55min，然后取出，在室温下冷却；
3.将浓度为0.04-5.64g/l的聚乙烯醇-[-CH2CHOH-]-n溶液20-120ml加入0.5-10.5g纤维素(活性碳纤维、聚乙烯)的水悬浮液中(聚乙烯为乙醇悬浮液)，其中纤维素(活性碳纤维、聚乙烯)1.0-11g，蒸馏水200-600ml(50-150ml乙醇)，中，浸泡、均质1-8h；
4.将步骤2、3制得的混合物用布氏漏斗进行过滤；
5.将滤料在40-180℃温度下在干燥箱中干燥1.5-10h得到白色圆形、卷曲筒状及片状的本发明的纳米净水材料。
本发明的纳米净水材料可广泛地应用于净水器等领域。例如若将本发明的纳米净水材料15--30g装在某小型净水器的净水装置中，用其处理各种污水，可连续使用710--1430h左右，然后将使用过的纳米净水材料取出，经过再生后仍可继续使用。当纳米净水材料重复再生使用8-10次，可重新更换新的材料。由此看来，本发明的纳米净水材料具有体积小，寿命长，成本低，效果好，用途广的优点，因此可广泛用于净水领域。
表一 去除Cd2+的实验数据
45min -0.002 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 50min 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.002 0.000 60min -0.001 0.000 -0.002 -0.001 0.000 -0.001 70min 0.000 -0.001 -0.001 -0.001 -0.001 -0.002 80min 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 -0.001 90min -0.001 -0.001 0.000 0.000 -0.002 0.000 100min 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 110min 0.001 0.002 0.001 0.002 0.003 0.002 120min 0.003 0.003 0.002 0.002 0.004 0.002 130min 0.004 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 140min 0.005 0.004 0.003 0.004 0.004 0.003 150min 0.005 0.004 0.004 0.002 0.004 0.004 165min 0.006 0.005 0.004 0.003 0.005 0.004 180min 0.007 0.006 0.005 0.004 0.005 0.005 195min 0.005 0.006 0.006 0.004 0.006 0.003 210min 0.006 0.004 0.006 0.005 0.006 0.005 225min 0.007 0.006 0.005 0.005 0.007 0.006 240min 0.007 0.007 0.006 0.006 0.005 0.006 255min 0.008 0.005 0.007 0.006 0.006 0.006 270min 0.009 0.007 0.008 0.007 0.007 0.007 285min 0.009 0.007 0.008 0.007 0.007 0.007 300min 0.010 0.008 0.009 0.008 0.009 0.008 320min 0.013 0.11 0.010 0.008 0.010 0.008 340min 0.017 0.014 0.012 0.012 0.013 0.011 360min 0.017 0.015 0.015 0.015 0.014 0.013 380min 0.020 0.018 0.017 0.016 0.015 0.015 400min 0.025 0.020 0.019 0.017 0.015 0.017 420min 0.023 0.022 0.021 0.023 0.024 0.020 440min 0.024 0.024 0.024 0.021 0.024 0.023
460min 0.029 0.027 0.025 0.026 0.024 0.025 480min 0.031 0.029 0.023 0.028 0.026 0.027 500min 0.033 0.031 0.030 0.032 0.033 0.030 515min 0.037 0.034 0.035 0.034 0.035 0.032 530min 0.042 0.037 0.039 0.038 0.035 0.036 545min 0.045 0.041 0.043 0.042 0.043 0.040 560min 0.047 0.045 0.046 0.044 0.045 0.044 575min 0.050 0.048 0.049 0.046 0.047 0.046 590min 0.053 0.051 0.052 0.051 0.050 0.049 605min 0.055 0.054 0.055 0.053 0.053 0.051 620min 0.058 0.057 0.058 0.056 0.055 0.054 635min 0.061 0.059 0.060 0.058 0.059 0.057 650min 0.064 0.061 0.063 0.062 0.063 0.061 660min 0.065 0.061 0.059 0.063 0.060 0.063 670min 0.063 0.064 0.065 0.065 0.062 0.064 680min 0.067 0.066 0.067 0.065 0.065 0.067 690min 0.069 0.068 0.069 0.067 0.068 0.066 700min 0.071 0.069 0.070 0.068 0.070 0.069 710min 0.075 0.073 0.074 0.072 0.073 0.071 720min 0.078 0.076 0.071 0.075 0.076 0.074 730min 0.074 0.076 0.073 0.074 0.076 0.072 740min 0.073 0.078 0.075 0.078 0.076 0.073 750 min 0.079 0.074 0.077 0.079 0.071 0.075 755min 0.081 0.079 0.079 0.078 0.075 0.070 760min 0.083 0.080 0.081 0.082 0.077 0.072 765min 0.085 0.084 0.085 0.082 0.079 0.075 770min 0.088 0.085 0.087 0.086 0.079 0.080 775min 0.087 0.087 0.089 0.088 0.081 0.077 780min 0.088 0.089 0.091 0.088 0.083 0.079
785min 0.092 0.087 0.090 0.091 0.083 0.081 790min 0.091 0.089 0.091 0.087 0.086 0.081 795min 0.093 0.088 0.093 0.009 0.088 0.083 800min 0.095 0.090 0.092 0.091 0.082 0.085 802min 0.098 0.090 0.095 0.093 0.085 0.085 804min 0.101 0.088 0.097 0.095 0.088 0.086 806min 0.100 0.091 0.099 0.094 0.089 0.086 808min 0.102 0.091 0.099 0.095 0.092 0.086 810min 0.102 0.091 0.099 0.095 0.092 0.086
注：表中各样品的质量和厚度分别为：
A：0.2688g，2.2mm B：0.2653g，2.6mm
C：0.2690g，2.8mm D：0.2744g，2.7mm
E：0.2687g，2.6mm F：0.2751g，2.8mm
表一为使用本发明的纳米净水材料处理含有Cd2+的实验数据。据生活饮用水卫生标准，Cd2+的出水标准为0.01mg/l(见《水和废水监测分析方法》P575)。而从表中明显看出，本发明的纳米净水材料在10s就可将Cd2+完全除去，在实验的前100min去除效率均可达到100％，100min后去除效率逐渐降低，材料A在300min、材料B、C、E在320min、材料D、F在340min出水中的Cd2+达到或已超过标准，而在808min(材料B、C在806min，c，材料F在804min)后材料的去除能力达到最大饱和。由表中可以看出，本发明的材料对于重金属(Cd2+)具有去除能力大、效率高的特点，并且具有很大的饱和度。
另外，表中实验数据是使用如备注中所列的质量和厚度的材料，若将其厚度增加(即质量也增加)，则对于处理与表中同样的水，其去除能力、使用时间及饱和度也相应的增加。(这已经过了实验证明，不再详细列举数据)。
表二 去除Cd2+的实验数据(使用再生过的纳米净水材料)
110min 0.001 0.003 0.002 0.002 0.001 0.001 120min 0.003 0.004 0.002 0.002 0.002 0.002 130min 0.004 0.004 0.003 0.003 0.003 0.002 140min 0.005 0.005 0.003 0.004 0.003 0.003 150min 0.005 0.005 0.004 0.002 0.004 0.003 165min 0.004 0.006 0.004 0.003 0.005 0.004 180min 0.007 0.006 0.005 0.004 0.005 0.004 195min 0.005 0.006 0.006 0.004 0.006 0.003 210min 0.006 0.004 0.006 0.005 0.006 0.005 225min 0.007 0.006 0.005 0.005 0.007 0.006 240min 0.007 0.007 0.006 0.006 0.005 0.005 255min 0.008 0.005 0.007 0.006 0.006 0.006 270min 0.008 0.007 0.009 0.007 0.007 0.007 285min 0.009 0.007 0.010 0.007 0.007 0.007 300min 0.010 0.008 0.009 0.008 0.009 0.008 320min 0.012 0.11 0.010 0.009 0.010 0.009 340min 0.016 0.014 0.012 0.012 0.013 0.011 360min 0.017 0.015 0.015 0.015 0.014 0.013 380min 0.020 0.018 0.017 0.016 0.015 0.015 400min 0.021 0.020 0.019 0.017 0.015 0.017 420min 0.023 0.022 0.021 0.023 0.024 0.020 440min 0.024 0.024 0.024 0.021 0.024 0.023 460min 0.029 0.027 0.025 0.026 0.024 0.025 480min 0.031 0.029 0.023 0.028 0.026 0.027 500min 0.033 0.031 0.031 0.032 0.033 0.030 515min 0.036 0.034 0.035 0.034 0.035 0.032 530min 0.040 0.037 0.039 0.038 0.035 0.034 545min 0.045 0.041 0.043 0.042 0.043 0.036 560min 0.047 0.045 0.046 0.044 0.045 0.039
575min 0.050 0.048 0.049 0.046 0.047 0.041 590min 0.053 0.051 0.052 0.051 0.050 0.043 605min 0.055 0.054 0.055 0.053 0.053 0.045 620min 0.057 0.057 0.058 0.056 0.055 0.047 635min 0.060 0.059 0.061 0.058 0.059 0.048 650min 0.064 0.061 0.063 0.062 0.063 0.050 660min 0.065 0.061 0.059 0.063 0.060 0.052 670min 0.063 0.064 0.065 0.065 0.062 0.054 680min 0.067 0.066 0.067 0.065 0.065 0.056 690min 0.069 0.068 0.069 0.067 0.068 0.058 700min 0.071 0.069 0.070 0.068 0.070 0.059 710min 0.075 0.073 0.074 0.072 0.073 0.060 720min 0.077 0.076 0.071 0.075 0.076 0.062 730min 0.074 0.077 0.073 0.074 0.076 0.064 740min 0.073 0.078 0.075 0.078 0.076 0.065 750min 0.079 0.074 0.077 0.079 0.071 0.067 755min 0.081 0.079 0.079 0.078 0.075 0.068 760min 0.083 0.080 0.081 0.082 0.077 0.069 765min 0.085 0.084 0.085 0.084 0.079 0.070 770min 0.085 0.085 0.087 0.086 0.079 0.071 775min 0.087 0.087 0.087 0.088 0.081 0.073 780min 0.088 0.087 0.091 0.088 0.082 0.05 785min 0.092 0.087 0.090 0.091 0.083 0.077 790min 0.091 0.089 0.091 0.087 0.086 0.078 795min 0.093 0.088 0.093 0.009 0.088 0.080 800min 0.095 0.090 0.092 0.091 0.082 0.082 802min 0.098 0.090 0.095 0.093 0.085 0.083 804min 0.100 0.089 0.097 0.095 0.088 0.085 806min 0.101 0.090 0.098 0.094 0.089 0.085
808min 0.102 0.091 0.099 0.095 0.092 0.086 810min 0.102 0.091 0.099 0.095 0.092 0.086
注：表中各样品的质量和厚度分别为：
A：0.2687g，2.2mm B：0.26531g，2.6mm
C：0.2688g，2.7mm D：0.2743g，2.7mm
E：0.2686g，2.5mm F：0.2751g，2.8mm
表二为使用再生过的纳米净水材料处理含有Cd2+的污水的实验数据。将使用过的纳米净水材料在高压釜中进行再生，然后将其再应用于处理含有Cd2+的污水。从表中的实验数据来看，其总体效果与再生前几乎没有差别，由此可以看出，材料再生简单、彻底，可重复使用。
表三 去除Cr6+的实验数据
16min 0.000 -0.001 0.000 -0.002 0.000 0.000 19min -0.001 0.000 -0.001 -0.001 -0.002 -0.001 22min -0.001 -0.001 -0.001 0.000 0.000 0.000 25min 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.001 0.000 30min -0.002 0.000 -0.002 -0.001 0.000 -0.001 35min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 40min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 45min -0.002 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 50min 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.002 0.000 60min -0.001 0.000 -0.002 -0.001 0.000 -0.001 70min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 80min 0.000 0.001 0.000 0.000 -0.001 0.000 90min 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 100min 0.002 0.003 0.002 0.002 0.002 0.001 110min 0.003 0.004 0.003 0.002 0.003 0.002 120min 0.003 0.005 0.004 0.003 0.004 0.002 130min 0.004 0.006 0.005 0.004 0.004 0.003 140min 0.005 0.007 0.006 0.005 0.005 0.004 150min 0.006 0.008 0.007 0.006 0.005 0.005 165min 0.008 0.010 0.009 0.008 0.006 0.006 180min 0.011 0.012 0.011 0.010 0.010 0.008 195min 0.013 0.014 0.013 0.012 0.012 0.010 210min 0.016 0.016 0.015 0.014 0.013 0.012 225min 0.020 0.021 0.019 0.019 0.018 0.016 240min 0.023 0.025 0.024 0.023 0.021 0.020 255min 0.027 0.029 0.028 0.027 0.025 0.023 270min 0.029 0.031 0.030 0.028 0.027 0.026 285min 0.032 0.034 0.033 0.031 0.029 0.028 300min 0.035 0.037 0.036 0.034 0.032 0.031
320min 0.040 0.42 0.041 0.039 0.039 0.037 340min 0.045 0.048 0.047 0.044 0.043 0.041 360min 0.049 0.050 0.049 0.048 0.048 0.047 380min 0.055 0.056 0.056 0.055 0.053 0.052 400 min 0.061 0.063 0.062 0.060 0.060 0.059 420min 0.068 0.070 0.069 0.068 0.067 0.065 440min 0.074 0.076 0.075 0.074 0.073 0.071 460min 0.080 0.84 0.082 0.080 0.079 0.078 480min 0.087 0.091 0.089 0.088 0.086 0.084 500min 0.093 0.100 0.096 0.094 0.092 0.090 515min 0.101 0.109 0.106 0.102 0.101 0.099 530min 0.108 0.121 0.111 0.107 0.107 0.105 545min 0.116 0.129 0.125 0.115 0.114 0.112 560min 0.122 0.138 0.131 0.121 0.120 0.119 575min 0.129 0.147 0.144 0.128 0.126 0.124 590min 0.135 0.155 0.151 0.134 0.132 0.131 605min 0.141 0.160 0.158 0.139 0.137 0.136 620min 0.150 0.169 0.163 0.150 0.147 0.145 625min 0.159 0.178 0.170 0.157 0.155 0.152 650min 0.174 0.182 0.179 0.172 0.170 0.168 660min 0.197 0.201 0.200 0.196 0.195 0.194 670min 0.215 0.219 0.217 0.214 0.212 0.210 680min 0.232 0.235 0.233 0.230 0.228 0.227 690min 0.258 0.260 0.259 0.254 0.253 0.254 700min 0.273 0.276 0.275 0.271 0.269 0.268 710min 0.296 0.302 0.298 0.295 0.293 0.292 720min 0.315 0.317 0.316 0.314 0.313 0.312 730min 0.337 0.340 0.339 0.336 0.335 0.333 740min 0.354 0.359 0.356 0.354 0.352 0.350
750min 0.373 0.381 0.378 0.372 0.370 0.368 755min 0.389 0.399 0.394 0.387 0.385 0.383 760min 0.401 0.412 0.410 0.400 0.399 0.396 765min 0.418 0.430 0.427 0.418 0.417 0.415 770min 0.432 0.443 0.441 0.431 0.430 0.427 775min 0.440 0.447 0.445 0.441 0.440 0.436 780min 0.449 0.454 0.452 0.449 0.447 0.444 785min 0.459 0.461 0.460 0.457 0.456 0.451 790min 0.466 0.468 0.467 0.464 0.464 0.462 795min 0.474 0.475 0.474 0.473 0.472 0.471 800min 0.483 0.486 0.484 0.482 0.480 0.480 802min 0.491 0.494 0.492 0.490 0.491 0.489 804min 0.495 0.499 0.498 0.494 0.493 0.491 806min 0.499 0.503 0.501 0.497 0.494 0.491 808min 0.499 0.504 0.503 0.498 0.495 0.492 810min 0.500 0.505 0.503 0.499 0.495 0.492
注：表中各样品的质量和厚度分别为：
A：0.2712g，2.7mm B：0.2677g，2.6mm
C：0.2710g，2.6mm D：0.2644g，2.5mm
E：0.2698g，2.7mm F：0.2738g，2.8mm
表三为使用本发明的纳米净水材料处理含有Cr6+的实验数据。据生活饮用水卫生标准，Cr6+的出水标准为0.05mg/l(见《水和废水监测分析方法》P575)。而从表中明显看出，本发明的纳米净水材料在10s就可将Cr6+完全除去，在实验的前90min(材料B在前80min)去除效率均可达到100％，90min后(材料B在80min后)去除效率逐渐降低，各材料在380min(材料B在360min)，出水中的Cr6+达到或已超过标准，而在810min(材料C、F在808min)后材料的去除能力达到最大饱和。由表中可以看出，本发明的材料对于重金属(Cr6+)具有去除能力大、效率高的特点，并且具有很大的饱和度。
另外，表中实验数据是使用如备注中所列的质量和厚度的材料，若将其厚度增加(即质量也增加)，则对于处理与表中同样的水，其去除能力、使用时间及饱和度也相应的增加。(这已经过了实验证明，不再详细列举数据)。
表四 去除Cr6+的实验数据(使用再生过的纳米净水材料)
45min -0.002 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 50min 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.002 -0.001 60min 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 -0.001 70min 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 80min 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 90min 0.002 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 100min 0.002 0.003 0.002 0.002 0.003 0.001 110min 0.003 0.005 0.003 0.003 0.003 0.002 120min 0.004 0.006 0.004 0.003 0.004 0.002 130min 0.005 0.007 0.005 0.004 0.004 0.003 140min 0.006 0.008 0.006 0.005 0.005 0.004 150min 0.008 0.009 0.007 0.006 0.006 0.005 165min 0.010 0.011 0.010 0.009 0.007 0.007 180min 0.012 0.013 0.011 0.010 0.009 0.009 195min 0.014 0.015 0.014 0.012 0.011 0.010 210min 0.016 0.017 0.015 0.015 0.014 0.014 225min 0.019 0.020 0.018 0.019 0.018 0.017 240min 0.022 0.025 0.023 0.022 0.020 0.020 255min 0.026 0.029 0.027 0.026 0.024 0.024 270min 0.028 0.033 0.031 0.027 0.026 0.025 285min 0.031 0.035 0.034 0.030 0.029 0.029 300min 0.035 0.038 0.035 0.034 0.032 0.031 320min 0.040 0.042 0.040 0.039 0.037 0.036 340min 0.044 0.047 0.046 0.044 0.042 0.043 360min 0.049 0.050 0.048 0.048 0.047 0.045 380min 0.054 0.057 0.054 0.053 0.051 0.050 400min 0.061 0.063 0.063 0.060 0.059 0.057 420min 0.069 0.071 0.068 0.068 0.067 0.065 440min 0.075 0.077 0.076 0.074 0.073 0.071
460min 0.080 0.83 0.081 0.080 0.078 0.076 480min 0.087 0.091 0.089 0.086 0.084 0.082 500min 0.094 0.100 0.098 0.093 0.092 0.090 515min 0.101 0.109 0.107 0.102 0.101 0.098 530min 0.108 0.121 0.114 0.106 0.105 0.103 545min 0.115 0.127 0.125 0.114 0.113 0.112 560min 0.121 0.136 0.133 0.120 0.119 0.118 575min 0.128 0.145 0.144 0.126 0.124 0.122 590min 0.133 0.153 0.151 0.132 0.132 0.131 605min 0.140 0.162 0.158 0.139 0.137 0.135 620min 0.151 0.169 0.166 0.150 0.147 0.144 635min 0.158 0.178 0.172 0.157 0.155 0.152 650min 0.172 0.182 0.180 0.171 0.170 0.168 660min 0.195 0.202 0.201 0.194 0.192 0.189 670min 0.211 0.218 0.217 0.210 0.212 0.210 680min 0.230 0.235 0.233 0.230 0.228 0.226 690min 0.257 0.260 0.258 0.254 0.253 0.252 700min 0.272 0.275 0.275 0.271 0.269 0.267 710min 0.295 0.302 0.298 0.295 0.293 0.291 720min 0.314 0.319 0.317 0.314 0.313 0.311 730min 0.337 0.341 0.340 0.336 0.335 0.332 740min 0.349 0.359 0.356 0.354 0.352 0.350 750min 0.370 0.381 0.378 0.372 0.370 0.368 755min 0.390 0.399 0.396 0.387 0.385 0.383 760min 0.403 0.412 0.411 0.400 0.399 0.396 765min 0.420 0.430 0.428 0.418 0.417 0.415 770min 0.435 0.443 0.441 0.431 0.430 0.427 775min 0.444 0.447 0.445 0.441 0.440 0.436 780min 0.449 0.454 0.452 0.449 0.447 0.444
785min 0.458 0.461 0.460 0.457 0.456 0.451 790min 0.465 0.468 0.467 0.464 0.463 0.462 795min 0.473 0.475 0.474 0.473 0.472 0.479 800min 0.481 0.486 0.484 0.485 0.480 0.485 802min 0.494 0.498 0.492 0.494 0.490 0.489 804min 0.497 0.501 0.499 0.496 0.493 0.491 806min 0.499 0.503 0.501 0.498 0.494 0.491 808min 0.499 0.505 0.503 0.499 0.495 0.492 810min 0.500 0.505 0.503 0.499 0.495 0.492
注：表中各样品的量和厚度分别为：
A：0.2711g，2.7mm B：0.2675g，2.6mm
C：0.2708g，2.6mm D：0.2643g，2.5mm
E：0.2697g，2.7mm F：0.2736g，2.8mm
表四为使用再生过的纳米净水材料处理含有Cr6+的污水的实验数据。将使用过的纳米净水材料在高压釜中进行再生，然后将其再应用于处理含有Cr6+的污水。从表中的实验数据来看，其总体效果与再生前几乎没有差别，由此可以看出，材料再生简单、彻底，可重复使用。
表五 去除Pb2+的实验数据
60s 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.000 0.000 2min 0.000 -0.001 0.000 -0.002 0.000 0.000 4min -0.001 0.000 -0.001 -0.001 -0.002 -0.001 6min -0.001 -0.001 -0.001 0.000 0.000 0.000 8min 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.001 0.000 10min -0.001 0.000 -0.002 -0.001 0.000 -0.001 13min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 16min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 19min -0.002 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 22min 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.002 0.000 25min 0.000 0.000 0.000 -0.001 -0.002 0.000 30min 0.000 -0.001 0.000 -0.002 0.000 0.000 35min -0.001 0.000 -0.001 -0.001 -0.002 -0.001 40min -0.001 -0.001 -0.001 0.000 0.000 0.000 45min 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.001 0.000 50min -0.001 0.000 -0.002 -0.001 0.000 -0.001 60min -0.001 0.000 -0.001 -0.001 -0.001 -0.001 70min 0.000 -0.001 -0.001 0.000 0.000 0.000 80min 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 90min 0.001 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 100min 0.002 0.002 0.003 0.002 0.001 0.002 110min 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002 0.002 120min 0.005 0.004 0.004 0.003 0.003 0.003 130min 0.006 0.005 0.005 0.004 0.004 0.003 140min 0.008 0.007 0.007 0.006 0.005 0.004 150min 0.010 0.009 0.008 0.007 0.007 0.006 165min 0.013 0.012 0.010 0.010 0.009 0.008 180min 0.016 0.015 0.015 0.014 0.012 0.011 195min 0.020 0.019 0.019 0.018 0.017 0.016
210min 0.024 0.022 0.022 0.020 0.20 0.020 225min 0.029 0.028 0.027 0.024 0.023 0.024 240min 0.031 0.031 0.030 0.029 0.028 0.028 255min 0.035 0.034 0.034 0.033 0.031 0.030 270min 0.039 0.039 0.038 0.037 0.035 0.035 285min 0.042 0.041 0.041 0.040 0.039 0.039 300min 0.046 0.045 0.045 0.044 0.044 0.043 320min 0.053 0.050 0.051 0.049 0.048 0.048 340min 0.062 0.059 0.057 0.056 0.054 0.052 360min 0.108 0.104 0.101 0.101 0.100 0.099 380min 0.154 0.153 0.152 1.151 0.150 0.150 400min 0.197 0.196 0.195 0.193 0.191 0.190 420min 0.239 0.238 0.237 0.236 0.235 0.234 440min 0.288 0.286 0.285 0.284 0.282 0.281 460min 0.327 0.325 0.324 0.323 0.321 0.320 480min 0.346 0.345 0.344 0.342 0.341 0.340 500min 0.373 0.372 0.371 0.369 0.368 0.366 515min 0.398 0.396 0.395 0.394 0.393 0.392 530min 0.421 0.421 0.420 0.419 0.418 0.417 545min 0.444 0.443 0.442 0.441 0.440 0.439 560min 0.472 0.471 0.470 0.468 0.467 0.466 575min 0.499 0.499 0.498 0.497 0.496 0.495 590min 0.520 0.518 0.517 0.515 0.514 0.513 605min 0.537 0.535 0.536 0.534 0.533 0.532 620min 0.566 0.563 0.562 0.561 0.559 0.558 635min 0.598 0.596 0.595 0.594 0.592 0.591 650min 0.629 0.625 0.624 0.622 0.620 0.619 660min 0.651 0.649 0.647 0.646 0.645 0.644 670min 0.676 0.675 0.674 0.673 0.672 0.671
680min 0.693 0.691 0.690 0.688 0.686 0.685 690min 0.710 0.707 0.706 0.704 0.703 0.702 700min 0.726 0.724 0.723 0.722 0.720 0.719 710min 0.747 0.745 0.744 0.743 0.741 0.740 720min 0.765 0.763 0.762 0.761 0.760 0.759 730min 0.787 0.784 0.782 0.780 0.779 0.778 740min 0.809 0.807 0.805 0.804 0.802 0.801 750min 0.821 0.819 0.818 0.817 0.816 0.815 755min 0.838 0.834 0.833 0.832 0.831 0.830 760min 0.855 0.853 0.852 0.851 0.850 0.849 765min 0.873 0.872 0.871 0870 0.869 0.868 770min 0.896 0.894 0.893 0.892 0.891 0.890 775min 0.919 0.916 0.915 0.914 0.913 0.912 780min 0.937 0.935 0.934 0.933 0.928 0.930 785min 0.952 0.951 0.950 0.949 0.947 0.946 790min 0.988 0.986 0.985 0.983 0.954 0.950 795min 1.004 1.003 1.001 0.985 0.960 0.954 800min 1.011 1.010 1.009 0.988 0.966 0.961 803min 1.014 1.012 1.011 0.991 0.971 0.966 806min 1.020 1.019 1.013 0.996 0.975 0.970 809min 1.025 1.023 1.015 1.000 0.980 0.973 812min 1.031 1.029 1.018 1.002 0.982 0.976 815min 1.036 1.034 1.020 1.002 0.986 0.979 817min 1.039 1.037 1.022 1.003 0.991 0.982 819min 1.044 1.042 1.023 1.006 0.992 0.985 821min 1.048 1.043 1.026 1.006 0.993 0.987 823min 1.051 1.044 1.028 1.008 0.994 0.987 825min 1.051 1.044 1.028 1.009 0.994 0.988
注：表中各样品的量和厚度分别为：
A：0.2738g，2.7mm B：0.2705g，2.7mm
C：0.2685g，2.6mm D：0.2677g，2.6mm
E：0.2727g，2.7mm F：0.2702g，2.7mm
表五为使用本发明的纳米净水材料处理含有Pb2+的实验数据。据生活饮用水卫生标准，Pb2+的出水标准为0.05mg/l(见《水和废水监测分析方法》P575)。而从表中明显看出，本发明的纳米净水材料在10s就可将Pb2+完全除去，在实验的前70min(材料E、F为前80min)去除效率均可达到100％，70min后(材料E、F为前80min后)去除效率逐渐降低，材料A、B、C、在320min，材料D、E、F在340min出水中的Pb2+达到或已超过标准，而在823min(材料D、F在825min)后材料的去除能力达到最大饱和。由表中可以看出，本发明的材料对于重金属(Pb2+)具有去除能力大、效率高的特点，并且具有很大的饱和度。
另外，表中实验数据是使用如备注中所列的质量和厚度的材料，若将其厚度增加(即质量也增加)，则对于处理与表中同样的水，其去除能力、使用时间及饱和度也相应的增加。(这已经过了实验证明，不再详细列举数据)。
表六 去除Pb2+的实验数据(使用再生过的纳米净水材料)
6min 0.000 0.000 -0.001 0.000 0.000 0.000 8min 0.000 -0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 10min -0.001 -0.001 -0.001 0.001 -0.001 -0.001 13min 0.000 0.000 0.000 -0.002 0.000 0.000 16min 0.001 -0.001 0.001 -0.001 -0.001 -0.001 19min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 22min 0.000 0.000 -0.002 0.000 0.000 0.000 25min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 30min -0.001 0.001 -0.001 -0.001 -0.001 -0.001 35min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 40min -0.001 -0.001 0.001 -0.001 -0.001 0.001 45min -0.001 0.001 -0.001 0.001 -0.001 -0.001 50min 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 60min -0.001 0.001 -0.001 -0.001 0.001 -0.001 70min 0.000 -0.001 0.000 0.000 0.000 -0.002 80min 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 90min 0.002 0.002 0.002 0.001 0.001 0.001 100min 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 110min 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002 0.001 120min 0.005 0.004 0.004 0.004 0.003 0.003 130min 0.006 0.005 0.005 0.004 0.003 0.003 140min 0.008 0.007 0.007 0.006 0.006 0.005 150min 0.010 0.009 0.007 0.007 0.007 0.006 165min 0.013 0.012 0.010 0.010 0.009 0.009 180min 0.016 0.015 0.015 0.015 0.013 0.012 195min 0.020 0.019 0.019 0.017 0.017 0.016 210min 0.024 0.022 0.022 0.021 0.020 0.019 225min 0.029 0.028 0.027 0.026 0.024 0.022 240min 0.031 0.031 0.030 0.029 0.029 0.028
255min 0.035 0.034 0.034 0.033 0.032 0.030 270min 0.039 0.039 0.038 0.037 0.036 0.036 285min 0.042 0.041 0.040 0.040 0.039 0.038 300min 0.046 0.045 0.045 0.044 0.044 0.044 320min 0.053 0.050 0.050 0.048 0.048 0.048 340min 0.062 0.059 0.057 0.056 0.055 0.053 360min 0.108 0.104 0.101 0.100 0.100 0.099 380min 0.154 0.153 0.152 1.151 0.151 0.150 400min 0.197 0.196 0.195 0.194 0.192 0.190 420min 0.239 0.238 0.237 0.236 0.235 0.234 440min 0.288 0.286 0.285 0.284 0.283 0.281 460min 0.327 0.325 0.324 0.322 0.321 0.320 480min 0.346 0.344 0.344 0.342 0.340 0.340 500min 0.373 0.372 0.371 0.370 0.368 0.367 515min 0.398 0.396 0.395 0.394 0.394 0.392 530min 0.421 0.421 0.420 0.419 0.418 0.417 545min 0.444 0.443 0.442 0.441 0.441 0.439 560min 0.472 0.471 0.470 0.469 0.468 0.466 575min 0.499 0.499 0.498 0.497 0.497 0.495 590min 0.520 0.518 0.517 0.516 0.514 0.513 605min 0.537 0.535 0.535 0.534 0.533 0.532 620min 0.566 0.564 0.562 0.561 0.560 0.558 635min 0.598 0.596 0.595 0.594 0.593 0.590 650min 0.629 0.627 0.625 0.623 0.621 0.619 660min 0.651 0.649 0.647 0.646 0.645 0.644 670min 0.676 0.675 0.674 0.673 0.672 0.671 680min 0.693 0.691 0.690 0.688 0.687 0.685 690min 0.710 0.708 0.707 0.705 0.703 0.702 700min 0.726 0.724 0.723 0.722 0.721 0.719
710min 0.747 0.745 0.744 0.743 0.742 0.740 720min 0.765 0.764 0.762 0.761 0.761 0.759 730min 0.787 0.785 0.783 0.781 0.779 0.778 740min 0.809 0.807 0.805 0.803 0.802 0.801 750min 0.821 0.819 0.818 0.817 0.816 0.815 755min 0.838 0.836 0.834 0.832 0.831 0.830 760min 0.855 0.853 0.852 0.851 0.850 0.849 765min 0.873 0.872 0.871 0.870 0.869 0.868 770min 0.896 0.895 0.893 0.892 0.891 0.890 775min 0.919 0.917 0.915 0.914 0.913 0.912 780min 0.937 0.936 0.934 0.933 0.931 0.930 785min 0.952 0.951 0.950 0.949 0.947 0.946 790min 0.988 0.986 0.985 0.984 0.954 0.952 795min 1.004 1.003 1.001 0.985 0.960 0.954 800min 1.011 1.010 1.009 0.988 0.965 0.961 803min 1.014 1.012 1.011 0.991 0.971 0.966 806min 1.020 1.019 1.017 0.996 0.975 0.970 809min 1.025 1.022 1.018 1.000 0.980 0.973 812min 1.031 1.029 1.018 1.002 0.982 0.975 815min 1.036 1.033 1.021 1.002 0.984 0.978 817min 1.039 1.035 1.022 1.003 0.990 0.982 819min 1.044 1.042 1.023 1.006 0.992 0.985 821min 1.048 1.043 1.025 1.007 0.993 0.987 823min 1.051 1.044 1.028 1.009 0.994 0.988 825min 1.051 1.044 1.028 1.009 0.994 0.988
表六为使用再生过的纳米净水材料处理含有Pb2+的污水的实验数据。将使用过的纳米净水材料在高压釜中进行再生，然后将其再应用于处理含有Pb2+的污水。从表中的实验数据来看，其总体效果与再生前几乎没有差别，由此可以看出，材料再生简单、彻底，可重复使用。
综上所述，将本发明的纳米净水材料用于处理含重金属的污水，与现已有的水处理技术相比具有如下的优点：
1.制备方法简单，价格便宜，使用方便，效果显著；
2.去除能力强，除净度高，对水中的重金属可达到100％的去除，并具有
相当大的饱和度；
3.再生简单，并且没有二次污染。
【附图说明】
图1(a)层状的纳米净水材料；
图1(b)卷曲筒状的纳米净水材料；
图1(c)片状的纳米净水材料
【具体实施方式】
实施例1：
取7.5g E-玻璃纤维在400ml蒸馏水中混合均匀后，加入2.0g/l的硼酸50ml，然后加热至40℃，加入5.5g铝粉(粒径为20nm)，然后置于超声槽中在25℃下超声振荡30min，然后向混合物中加入5.5g/l四己基正硅酸酯的醇溶液100ml继续超声振荡55min，之后取出在室温下冷却；将6.0g活性碳纤维放入450ml蒸馏水中，浸泡、均质1h，加入4.5g/l聚乙烯醇溶液30ml混合均匀；将上述制得的两种混合液过滤，将滤料在干燥箱中，温度90℃干燥1.5h，即得到34.2g本发明的纳米净水材料，其组成为：铝的氧化—氢氧化相：46.5％，玻璃纤维：21.9％，活性碳纤维：22.2％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为25纳米，比表面积705平方米/克。
实施例2：
将1.0g活性碳纤维用200ml蒸馏水浸泡、均质50min，加入5g/l聚乙烯醇溶液混合均匀；取1.8gC--玻璃纤维加入280ml蒸馏水中混合均匀后，加入4g/l的水杨酸钠14ml，然后加热至80℃，加入0.7g铝粉(粒径为15nm)，然后置于超声槽中在55℃超声振荡50min，然后向混合物中加入15g/l四己基正硅酸酯的醇溶液10ml继续超声振荡30min，取出，在室温下冷却；将上述制得的两种混合液过滤，将滤料在干燥箱中于温度150℃下干燥5h，即得到5.15g本发明的纳米净水材料，其组成为：铝的氧化—氢氧化相：39.3％，玻璃纤维：35％，活性碳纤维：19.4％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为20纳米，比表面积725平方米/克。
实施例3：
将3.1g聚乙烯用50ml乙醇浸泡、均质60min，加入3g/l聚乙烯醇溶液40ml混合均匀；取2.0gE--玻璃纤维放入310ml蒸馏水中混合均匀后，加入1.2g/l的水杨酸钠15ml，然后加热至45℃，加入1.5g铝粉(粒径30nm)，然后置于超声槽中在100℃下超声振荡1.5h，然后向混合物中加入15g/l四己基正硅酸酯的醇溶液继续超声振荡50min，取出，在室温下冷却；将上述制得的两种混合液过滤，将滤料在干燥箱中于温度120℃下干燥3h，即得到11.3g本发明的纳米净水材料。其组成为：铝的氧化—氢氧化相：38.3％，玻璃纤维：17.7％，聚乙烯：27.4％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为35纳米，比表面积645平方米/克。
实施例4：
将2.6微晶纤维素加入420ml蒸馏水中，浸泡、均质3h，加入2.8g/l聚乙烯醇溶液44ml混合均匀；取3.0g的C--玻璃纤维在420ml蒸馏水中混合均匀后，加入1.4g/l的水杨酸钠60ml，然后加热至50℃，加入1.8g铝粉(粒径为15nm)，然后置于超声槽中在55℃超声振荡0.5h，然后向混合物中加入5g/l四己基正硅酸酯的醇溶液20ml继续超声振荡50min，之后取出在室温下冷却；将上述制得的两种混合液过滤，将滤料在干燥箱中，温度120℃干燥4h，即得到12.7g本发明的纳米净水材料。其组成为：铝的氧化—氢氧化相：40.9％，玻璃纤维：23.6％，纤维素：20.5％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为20纳米，比表面积720平方米/克。
实施例5：
取6.6g E-玻璃纤维在500ml蒸馏水中混合均匀后，加入1.5g/l的水杨酸钠溶液20ml，然后加热至30℃，加入5.4g铝粉(粒径为15nm)，然后置于超声槽中在55℃超声振荡65min，然后向混合物中加入2.1g/l四己基正硅酸酯的醇溶液110ml继续超声振荡45min，之后取出在室温下冷却；将6.0g活性碳纤维放入450ml蒸馏水中，浸泡、均质1h，加入3g/l聚乙烯醇溶液40ml混合均匀；将上述制得的两种混合液过滤，将滤料在干燥箱中，温度90℃干燥2.5h，即得到31.8g本发明的纳米净水材料，其组成为：铝的氧化—氢氧化相：49.1％，玻璃纤维：20.8％，活性碳纤维：18.9％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为20纳米，比表面积730平方米/克。
实施例6：
取7.0g E--玻璃纤维放入500ml蒸馏水中混合均匀后，加入0.2g/l的水杨酸钠100ml，然后加热至25℃，加入6.5g铝粉(粒径20nm)，然后置于超声槽中在50℃超声振荡2.5h，然后向混合物中加入9.4g/l四己基正硅酸酯的醇溶液40ml继续超声振荡15min，取出，在室温下冷却；将8.5g聚乙烯用105ml乙醇浸泡、均质5min，加入5g/l聚乙烯醇溶液30ml混合均匀；将上述制得的两种混合液过滤，将滤料在干燥箱中于温度00℃下干燥5h，即得到38.8g本发明的纳米净水材料，其组成为：铝的氧化—氢氧化相：48.4％，玻璃纤维：18.0％，聚乙烯：21.9％，其中氧化—氢氧化铝的粒径为25纳米，比表面积690平方米/克。