方案中是合意的，以确保水纯化复合材料的最优品质。合 适地，前面提及的内容在用于比较分析洗涤/洗脱测试的共同的预先指定的洗涤/洗脱条 件组是以下的情况下（尤其在相关金属物质是铁基比如Fe(III)和/或Fe(II)的情况下） 应用：
[0142] ?洗涤/洗脱介质是0. 1M氯化氢（HC1)水溶液；
[0143] ?洗涤/洗脱在标准环境温度和压力（即，25°C和lOOkPa)下进行；
[0144] ?介质与预转变或转变后的复合材料的重量比在1:1和100:1之间，合适地10:1 ;
[0145] ?洗涤/洗脱足够彻底以在一般共同的预先指定的条件组下在24小时时期内提取 可能从给定的预转变或转变后的复合材料中被提取的相关金属物质中的至少90%、合适地 至少95 %、合适地至少99 %、合适地100 %。
[0146] 任选地，上文的比较分析洗涤/洗脱测试可以在用1M氯化钾水溶液（依据HC1洗 涤的当量）的先前洗涤之后进行。在某些实施方案中，KC1洗涤可以被包括在用于"输出浓 度"的任何计算内，然而在其他实施方案中其不需要被包括在用于"输出浓度"的任何计算 内。
[0147] 相关金属物质是衍生自"非结晶预活泼金属物质"、"结晶光催化金属化合物"、或 其间的任何中间体金属物质的金属物质，并且可以是由洗涤/洗脱过程产生的分解的或以 其他方式煮解的衍生物。
[0148] 然而，合适地，当"转变"步骤（ii)(即，"转变过程"）的任何进一步进行不引起另 外固定时，固定可以最终被认为是完成的，如当两种比较样品（在"进一步转变"之前和之 后）经受比较洗涤/洗脱分析测试（任选地经由上文提及的测量技术中的任一种）时，从洗 涤/洗脱输出浓度的（大体上）没有进一步降低可识别的。在特定的实施方案中，当进一步 "转变"在比较分析测试（在"进一步转变"之前和之后）中将相关金属物质的洗涤/洗脱 输出浓度降低了不大于10%、合适地不大于2%、合适地不大于1%、合适地不大于0. 1%、 合适地不大于0.001%时，固定被认为是完成的。这样的固定完成测试不需要以任何方式涉 及预转变复合材料的洗涤/洗脱输出浓度，然而两种测试可以平行地或分开地用于识别水 纯化复合材料的不同性质（即，相关金属物质将以何种未固定开始，并且固定如何完成）。
[0149] 相关金属物质的输出浓度的定量分析取决于讨论中的相关金属物质，并且可以被 本领域技术人员明智地选择。清楚地，各种定量分析可以被采用，以用于各种不同的金属物 质，并且可以包括滴定分析、光谱学分析或光谱测定分析、或其他定量方法。在其中铁阳离 子是相关金属物质的情况下，定量铁阳离子分析可以使用ICPMS、硫氰酸盐络合/UV-可见 分光光度法、离子色谱法等进行。
[0150] 确宙结晶
[0151] 合适地，根据本发明，将非结晶预活泼金属物质结晶成结晶的光催化金属合物可 以被认为已经发生在固定被认为已经发生的任何地方。合适地，光催化金属化合物的晶体 被捕集（即，固定）在铝硅酸盐材料的结构内。因此，合适地，晶体在铝硅酸盐材料内原位 生长以便在其中变得固定。
[0152] 然而，铝硅酸盐矿物材料内金属物质的结晶在本文描述的"转变"过程（比如，经 由加热/烘焙复合材料）期间合适地通过X射线衍射实验、尤其通过以时间间隔监测X射 线衍射图的时间进程（time-course)X射线衍射实验是可识别的。
[0153] 在特定的实施方案中，结晶光催化金属化合物是纳米结晶光催化金属化合物 (即，其纳米晶体）。在本文中，术语"纳米晶体"和"纳米结晶"意图指的是具有测量小于或 等于100nm的至少一种尺寸、合适地至少两种尺寸、以及可能地全部三种尺寸的晶体颗粒。 纳米晶体在其产生期间通过X射线衍射分析是可识别的，X射线衍射分析示出相关特征X射 线峰逐渐变宽（在"转变"过程期间），直到峰消失在基线信号的噪声内。高强度同步辐射 可以被用于增强分析的灵敏度，以更好地识别特定的纳米晶体。
[0154] 特宙的实施方案
[0155] 在特定的实施方案中，预活泼金属物质和光催化金属化合物两者的相关金属物质 包含铁物质，例如Fe(II)和/或Fe(III)，并且铝硅酸盐矿物材料是粘土，例如蒙脱石粘土。 合适地，在这样的实施方案中，水纯化复合材料通过随时间加热、合适地在100°C以上的温 度下加热持续至少5天、但更合适地持续至少20天来形成。这样的实施方案提供特别适合 于破坏基于苯酚的污染物的水纯化复合材料。
[0156] 在某些实施方案中，水纯化复合材料在使用之前被新鲜地制备，并且合适地在其 制备和使用之间时间流逝不多于2年、合适地不多于1年、合适地不多于6个月。
[0157] 合适地，光催化金属化合物不是赤铁矿。合适地，水纯化复合材料不是红色的，尤 其不是深红颜色。
[0158] 本发明的水纯化复合材料合适地经由合成工艺（比如使用人工介入）而不是通过 任何天然工艺来形成。合适地，水纯化复合材料在人工升高的温度下制造。
[0159] 合适地，通过转变人工引入（在合成处理之后）的预活泼金属物质来形成大于或 等于50%、合适地大于或等于70%、合适地大于或等于90%、合适地大于或等于95 %的光 催化金属化合物。
[0160] 水处理装詈
[0161] 本发明提供包含如本文定义的水纯化复合材料的水处理装置。
[0162] 水处理装置可以是允许或可操作以有利于水和水纯化复合材料之间的接触的任 何装置。
[0163] 水处理装置可以是可操作的，以合适地以连续流动的方式（比如，有利于连续水 处理）将水传送通过水处理装置。这样的水处理装置可以被认为是水过滤装置。
[0164] 水处理装置可以是可操作的，以经由分批工艺处理水。例如，水处理装置可以包括 用于接纳一批预处理的水（包含或怀疑包含一种或更多种污染物）的箱和用于排出处理后 的水的工具。
[0165] 水处理装置合适地被配置以允许使用过的水纯化复合材料的再生。
[0166] 水纯化的方法
[0167] 本发明提供水纯化的方法，所述方法包括用本发明的水纯化复合材料处理水。合 适地，这样的水处理包括：
[0168] (i)使包含或怀疑包含一种或更多种污染物的水与如第二个方面或第三个方面中 的任一方面中定义的水纯化复合材料接触；
[0169] (ii)通过在氧化剂的存在下用在可见光谱内的电磁辐射辐照水纯化复合材料来 破坏所述污染物中的一种或更多种。
[0170] 使水与水纯化复合材料接触合适地提供"水纯化接触混合物"。水与水纯化复合材 料的初始接触可以合适地在黑暗中（即，大体上不存在可见光下）发生。水与水纯化复合 材料的初始接触可以合适地在不存在氧化剂下、或至少在不存在非气体氧化剂下发生。
[0171] 讨论中的水可以被认为是在其与水纯化复合材料接触之前的预处理的水、在其已 经与水纯化复合材料接触之后的接触后的水、以及在其已经从水纯化复合材料中分离（或 排出）或经受处理步骤（ii)之后的处理后的水。以相同的方式，水纯化复合材料可以被认 为是在与预处理的水的任何接触之前的预接触的水纯化复合材料、在与该水接触之后的接 触后的水纯化复合材料、以及在水处理完成之后的"使用过的"水纯化复合材料。
[0172] 使预处理的水与水纯化复合材料接触合适地包括使水纯化复合材料与预处理的 水混合。这可以包括将水传递或栗送通过水纯化复合材料的固定相（比如，床、柱、或套筒） 或可以包括将水纯化复合材料分散在水中（比如，优选地经由搅动以确保全部水接触水纯 化复合材料）。
[0173] 在某些实施方案中，在接触步骤（i)之后，在进行破坏步骤（ii)之前，接触后的水 从接触后的水纯化复合材料中分离。在这样的实施方案中，水纯化复合材料可以吸收来自 预处理的水的污染物中的一种或更多种。因此，接触步骤（i)合适地被进行持续足以确保 污染物的最优吸收的时间。然后，接触后的水可以从其中分离并且任选地作为处理后的水 排出。同时，接触后的水纯化复合材料然后合适地在氧化剂的存在下用在可见光谱内的电 磁辐射辐照，以破坏吸收在接触后的水纯化复合材料内的一种或更多种污染物。步骤（ii) 可以直接基于接触后的水纯化复合材料的固体形式或其成浆的悬浮液（比如，在水中）进 行。因此，在从接触后的水中分离之后，接触后的水纯化复合材料可以被分散在另外的介质 (比如，水）中。氧化剂可以在分离接触后的水之后被添加至接触后的水纯化复合材料/与 接触后的水纯化复合材料混合，或可以在步骤（i)期间已经被包含在"水纯化接触混合物" 中。然后，水纯化复合材料变成辐照后的水纯化复合材料。以此方式（即从被纯化的水中 分离）辐照水纯化复合材料可以使水纯化复合材料再生，以便进一步用于水纯化的进一步 循环，然而合适地辐照后的水纯化复合材料首先被洗涤（比如，用水，例如去离子水）以除 去任何剩下的污染物或由辐照过程产生的其副产物。在某些实施方案中，水纯化复合材料 可能需要在不存在氧化剂下被辐照，以便其被合适地再生。
[0174] 在优选的实施方案中，破坏步骤（ii)被进行，同时接触后的水保持与接触后的水 纯化复合材料接触-即，步骤（ii)基于"水纯化接触混合物"进行。同样地，氧化剂在步骤 (ii)期间合适地存在于水纯化接触混合物内。氧化剂合适地在步骤（i)和步骤（ii)之间 或在步骤（ii)期间添加，然而在某些实施方案中，氧化剂可以在步骤（i)期间被包含在水 纯化接触混合物中。辐照水纯化复合材料可以包括辐照水纯化接触混合物或其一部分，合 适地以确保大体上全部的水纯化复合材料被恰当地辐照。同样地，水纯化接触混合物被合 适地搅动（比如，经由机械搅拌）以确保尽可能均匀地辐照水纯化接触混合物。在处理步骤 (ii)之后，处理后的水合适地从辐照后的水纯化复合材料中分离（比如，通过过滤、倾析、 或以其他方式）并且任选地排出。如果被认为在处理步骤（ii)期间被充分地原位再生，或 如本文描述的另外再生，那么使用过的水纯化复合材料可以被重复使用。
[0175] 任选地，例如经由直接从经历处理步骤（ii)的水纯化接触混合物采取的水样品 或从处理步骤（ii)分离的接触后的水纯化复合材料的样品的污染物分析，可以监测处理/ 破坏步骤（ii)的进程。分析可以通过本领域熟知的方法来进行，包括HPLC和/或离子色 谱法。
[0176] 破坏步骤（ii)合适地被进行（优选地，不考虑处理方案）持续足以将污染物中的 一种或更多种减少/破坏至期望程度的时间。污染物中一种或更多种被破坏的程度可以经 由过程中监测（in-processmonitoring)来评估，如上文描述的。合适地，破坏步骤（ii)被 进行持续至少5分钟、合适地至少10分钟、合适地至少20分钟、并且合适地至少25分钟。 然而，破坏步骤（ii)可以被进行持续小于5小时、合适地小于2小时、合适地小于1小时。
[0177] 在辐照期间使用的可见光谱内的电磁辐射可以是任何合适形式的可见光，无论人 造光或自然光。在特定的实施方案中，辐照使用自然日光进行。
[0178] 合适地，水纯化复合材料在氧化剂的存在下催化Fenton反应，并且合适地在氧化 剂和可见光谱内的电磁福射的存在下催化光助Fenton反应。Fenton反应是本领域熟知的， 并且可以解释如下：
[0179] Fenton反应：
[0180] Fe2++H202-Fe3++H0 +H0 ·
[0181] 光助Fenton:
[0182] Fem (OH)2++hv-Fe2++0H·
[0183] Fe2++H202-Fe(OH) 2++H0.
[0184] 合适地，污染物在水纯化的方法的步骤（ii)中被破坏得比现有技术方法更快，因 此降低成本并且增强水处理生产力。由本发明的水纯化复合材料提供的催化作用合适地通 过由铝硅酸盐矿物材料内的光催化金属化合物呈现的半导体性质增强。这样的半导体有利 于光催化，特别地有利于产生可以在破坏主要污染物（比如，苯酚）中共同起作用的自由 基，通过提供促进电子从价带至导带的手段以有利于氧化剂的还原以提供污染物破坏物质 (比如，经由Fenton