型斜发沸石中的斜发沸石的质量分数50%，钙质成分（CaO)的质量分数20%)的质量分 数为40%，其余成分为红壤（产地为江西，红壤中的黏土的质量分数为80%)。砖体1的其 中一个端面为正方形，边长为l〇cm。孔2为圆孔，孔个数为9个，且孔直径为2cm。
[0057] 如图2所示，上述纳米多孔砖的制备方法为：
[0058] ((a)按上述比例称取钙型凹凸棒粘土、钙型斜发沸石和红壤三种材料放入搅拌器 内，充分搅拌匀。
[0059] (b)将步骤（a)中得到的混合原料进行造粒得到复合颗粒，造粒的条件为：将步骤 (a)碎的复合原料先过15 μ m的筛网，保留小于粒径15 μ m的复合原料，再过10 μ m的筛网， 保留粒径大于10 μπι的复合原料，最终得到的复合颗粒的粒径为10-15 μπι ;
[0060] (C)将步骤（b)中得到的复合颗粒与水混合搅拌后再经过模具挤出成型，得到湿 坯体，其中，模具的纵截面形状为正方形，模具的边长为l〇 cm，模具上设有圆孔，圆孔个数为 9个，且孔直径为1.5cm;
[0061] (d)将步骤（c)中得到的湿坯体进行切割，得到湿砖体，湿砖体的长度为15cm，切 割的条件同实施例1 ;
[0062] (e)将步骤（d)中得到的湿砖体在105°C条件下进行干燥，然后在550°C条件下焙 烧lh，焙烧结束后自然冷却至室温得到纳米多孔砖。
[0063] 本实施例中的纳米多孔砖适合于较浅深度的河道修复（深度<lm范围），具有高效 的吸附能力，可有效降低污染水体中的氮磷污染物质；本实施例中的纳米多孔砖由于具有 纳米孔结构，能够附着大量的纳米气泡，提高周围环境的溶解氧浓度（DO);本实施例的纳 米多孔砖由于具有大量的微孔结构，具有较大的比表面积，可以为微生物的生长、活动和繁 殖提供空间和场所。
[0064] 实施例4
[0065] 本发明提供的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖，其应用方法如 下：
[0066] 南京某条河道a长度为500m，宽度为6m，水深为2. lm，是一条重污染的城市河道， 本实施例中选择长度为20m的一段河道进行水质净化实验，选择实施例1中制备的纳米多 孔砖作为修复材料，每12块砖为一组合，用草绳捆绑，形成长方体（三层，每层4块），采用 铁船将纳米多孔砖运到要修复河道中。在投放组合砖之前，先在河道的横截面拉一条绳，然 后依绳投放砖体，砖墙横截河道构建，纳米多孔砖的孔道平行于水流方向，一层铺完后，在 第一层组合砖上方铺第二层，第二层铺完后再铺第三层，最终形成长约6m，高I. 8m，宽0. 2m 的砖墙。依照此步骤，每间隔5m设置一组拦截墙。在实验区域的上游和下游各设置采样点， 一周后进行水质监测。实验结果见表1，COD的去除率为50. 6%，TN的去除率为35. 4%，TP 的去除率为55. 1%，NH/-N的去除率46. 8%，DO升高33. 3%，透明度增加39. 7%。
[0067] 表1南京某河道a水质指标及净化效果
[0068]
【主权项】
1. 一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖，其特征在于：包括砖体（1)和孔 (2)，所述的砖体（1)为长方体，所述的孔（2)为通孔结构，位于砖体（1)上，孔（2)的孔壁 上具有密集的纳米孔隙。
2. 根据权利要求1所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖，其特征在 于：所述的砖体（1)的材料为粒径10-15 ym的复合颗粒，所述的复合颗粒由钙型凹凸棒粘 土、钙型斜发沸石和红壤混合制成；其中，钙型凹凸棒粘土的质量分数为30-40%，钙型斜 发沸石的质量分数为40% -50%，其余成分为红壤。
3. 根据权利要求1所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖，其特征在 于：所述的砖体（1)的其中一个端面为正方形，边长为10-20cm。
4. 根据权利要求1所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖，其特征在 于：所述的孔（2)为圆孔，孔个数为9个或16个，且孔直径为I. 5-2cm。
5. 权利要求1中所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖的制备方法， 其步骤为： (a) 按比例称取钙型凹凸棒粘土、钙型斜发沸石和红壤粉碎后放入搅拌器内，充分搅拌 均匀，得到复合原料，其中，钙型凹凸棒粘土的质量分数为30-40%，钙型斜发沸石的质量分 数为40 % -50 %，其余成分为红壤； (b) 将步骤（a)中得到的复合原料进行造粒得到复合颗粒； (c) 将步骤（b)中得到的复合颗粒与水混合搅拌后再经过模具挤出成型，得到湿坯体； (d) 将步骤（c)中得到的湿坯体进行切割，得到湿砖体； (e) 将步骤（d)中得到的湿砖体进行干燥和焙烧，焙烧结束后自然冷却至室温得到纳 米多孔砖。
6. 根据权利要求5所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖的制备方 法，其特征在于：所述步骤（a)中的钙型凹凸棒粘土中的凹凸棒的质量分数为45-60%， 钙质成分CaO的质量分数为15-25%，其余为硅氧化物、铝氧化物和镁氧化物，质量分数为 15% -40% ;钙型斜发沸石中的斜发沸石的质量分数为50-60%，钙质成分CaO的质量分数 15-20%，其余为硅氧化物、铝氧化物和镁氧化物，质量分数为20% -35% ;红壤中的黏土的 质量分数为80%以上。
7. 根据权利要求5所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖的制备方 法，其特征在于：所述步骤（b)中造粒的条件为将步骤（a)粉碎后的复合原料先过15 ym的 筛网，保留小于粒径15 y m的复合原料，再过10 y m的筛网，保留粒径大于10 y m的复合原 料，最终得到的复合颗粒的粒径为10-15 ym。
8. 根据权利要求7所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖的制备 方法，其特征在于：所述步骤（c)中的模具的纵截面形状为正方形，且正方形的边长为 10-20cm，模具上设有圆孔，圆孔个数为9个或16个，且孔直径为I. 5-2cm ;所述步骤（d)中 湿砖体的长度为l〇-15cm。
9. 根据权利要求8所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖的制备方 法，其特征在于：所述步骤（e)中干燥温度为105°C，焙烧温度为400-550°C，焙烧时间为 1-2h〇
10. 权利要求1-9中任意一项所述的一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖 在污染型的河道水质净化中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种用于重污染城市河道水质净化的纳米多孔砖及其制备方法和应用，属于环保材料领域。本发明的纳米多孔砖包括砖体和孔，其由钙型凹凸棒粘土(凹土)、钙型斜发沸石(沸石)和红壤经混合制备得到，具体的制备工艺包括：混合、粉碎、造粒处理、模具挤出成型，湿坯体切割、干燥、焙烧，最终得到纳米多孔砖。本发明的纳米多孔砖具有高效的污染物吸附能力，此外还可以作为水生态修复技术中水生植被的优良载体，同时多孔纳米砖的纳米孔隙可以富集水体中的溶解氧促进水生植被的健康生长，强化水质净化能力。
【IPC分类】C02F3-34, C02F3-10, C04B33-13, C02F3-32
【公开号】CN104860399
【申请号】CN201510263649
【发明人】孔明, 张毅敏, 彭福全, 巫丹, 杨飞, 晁建颖
【申请人】环境保护部南京环境科学研究所
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月21日