[发明专利]用于去除水中重金属的组装式过滤芯及其使用方法

权利要求书

1.用于去除水中重金属的组装式过滤芯，其特征是：包括支架与若干软磁材料构成的过滤片，过滤片组装在支架上形成两端开口的空心立体结构；

沿着每个过滤片的厚度方向的两个表面称为前表面与后表面；每个过滤片上设置若干穿孔，所述穿孔自过滤片的前表面穿透至后表面；

每个过滤片位于所述空心立体结构的侧壁；水流通过所述穿孔进入或者流出所述空心立体结构内腔。

2.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：各过滤片的形状一致、大小一致；

作为优选，所述空心立体结构包括空心柱状结构与空心锥体状结构。

3.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：所述过滤片均匀分布在空心立体结构侧壁；

作为优选，各过滤片彼此存间隔地分布在空心立体结构侧壁，形成规则的分布阵列。

4.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：所述支架上设置若干与过滤片形状相匹配的开孔，所述过滤片设置在开孔中；

作为优选，所述过滤片在开孔中的连接方式包括嵌入、卡扣、粘结、吸附中的一种或者几种；

作为优选，当过滤片设置在开孔中，在过滤片边框设置柔性材料，用于填充与开孔之间的缝隙。

5.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：所述空心立体结构为空心柱状结构，其横截面呈环状的正n边形，内正n边形的边长为r_n，外正n边形的边长为R_n时：

过滤片呈厚度为h₁的矩形，宽度a为

作为优选，厚度h₁为

6.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：所述空心立体结构为空心柱状结构，其横截面呈环状的圆形，内径为r_n，外径为R_n时：

过滤片呈厚度为h₂的弧形，弧长b为

作为优选，厚度h₂为0h₂R_n-r_n。

7.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：所述穿孔的孔径为100um-100mm；

作为优选，所述过滤片材质是软磁铁氧体。

8.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：所述过滤片的制备方法为：将软磁材料颗粒分散在包含溶剂、粘合剂、分散剂的预混液中形成浆料；使用该浆料通过3D打印得到过滤片坯体，然后干燥、烧结，得到所述过滤片。

9.如权利要求1所述的组装式过滤芯，其特征是：某个或者某几个过滤片需要更换时，从支架上取出该过滤片，将替换后的过滤片组装在支架上。

10.利用权利要求1至9中任一权利要求所述的组装式过滤芯去除水中重金属的方法，包括如下步骤：

(1)在水中加入磁性纳米颗粒，磁性纳米颗粒吸附水中的重金属离子；

(2)将所述过滤芯置于磁场中；封闭过滤芯的一端开口，将步骤(1)处理后的水自过滤芯的另一端开口注入其空心结构中，磁性纳米颗粒被过滤片吸附，从而重金属离子被吸附，水从穿孔中流出。