[发明专利]用于处理流体或流体混合物的材料

说明书

本发明涉及多孔材料，其中至少多孔材料的孔内衬有纳米颗粒，所述纳米颗粒能够处理通过所述多孔材料的孔的流体或流体混合物，并且其处理特性可以通过加热所述多孔材料完全恢复。

技术领域

本发明涉及多孔材料，其中至少多孔材料的孔内衬有纳米颗粒，所述纳米颗粒能够处理通过所述多孔材料的孔的流体或流体混合物，并且其处理特性可以通过加热所述多孔材料完全恢复。

背景技术

多孔固体材料在自然界和人工应用二者中均是必不可少的。它们显示出与散装材料的整个内表面中的原子、离子和分子相互作用的能力。因此，它们在包括生物组织、过滤、催化、传感器、电池、光伏器件、光学器件(仅举几例)的各种关键领域中发挥着重要作用。然而，由于天然多孔物质通常由具有分级微米/纳米结构的复合材料组成这一事实，因此人工多孔材料与自然界中存在的高度复杂结构相比仍显示出简单的结构。正是具有不同尺寸的不同组分之间的这种组合允许最大优化材料的潜在功能和特性。

过去Q.Zhu,Y.Chu,Z.Wang,N.Chen,L.Lin,F.Liu,Q.Pan在Mater.Chem.A,2013,1,5386-5393中已经作出了一些努力来涂覆人工多孔材料，例如使用甲基三氯硅烷的聚氨酯泡沫的涂层，但这些仅导致不具有特定表面结构(所谓的“硅化”)且不显示出分级结构的连续涂层。虽然这样的硅化泡沫可以用于从水和烃的两相混合物中选择性吸收烃，但由于烃中的杂质，它们很快变得无效。尽管这样的硅化聚氨酯泡沫显示出超疏水性和超亲油性特性，但是用于相互作用的可用表面基本上不因硅化而增加。

L.Zhang,y.Zhang,X,D.Cha,P.Wang在Sci.Rep.2013,3,2326中已经提出了通过用UV光照射来使设计成分离油/水混合物的金属筛的处理能力再生，这样的方法虽然对平物体有效，但是由于UV光不能穿透大多数多孔材料以到达这样的材料中的较深孔，因此用UV照射对于一定厚度的多孔结构是不实用的。

因此，期望提供增强的人工多孔材料，其可以较长时间用于处理有机物和水的两相混合物，或者其处理效率可以容易地重新建立，并且其具有增加的可用于相互作用的表面。

WO2004/113456 A2公开了包含有机硅化合物的组合物，所述组合物能够在表面上原位形成超疏水性涂层，以及在其上具有由这样的组合物形成的超疏水性涂层的基底，以及这样的超疏水性涂层的制备方法。然而，WO2004/113456 A2没有提及流体或流体混合物的处理，并且仅公开了使用超疏水性涂层以使基底防水性液体。

未公布的国际申请PCT/EP2015/065140公开了多孔基底(例如陶瓷、金属、聚合物、玻璃、石材、矿物或硅的泡沫)不仅可以在其外部涂覆有已经聚合的有机硅化合物的纳米颗粒，而且可以在孔的内壁涂覆有已经聚合的有机硅化合物的纳米颗粒。然而，PCT/EP2015/065140也没有提及流体或流体混合物的处理，并且仅公开了在使基底防水性液体的情况下使用纳米颗粒。

发明内容

上述提及的问题通过权利要求1中所提供的用于处理流体或流体混合物的材料来解决，所述材料可以容易地再生并且具有大的可用表面。

本发明提供了用于处理流体或流体混合物的热再生材料，所述材料包含具有形成于其中的空隙单元的连续或不连续材料基体，其中所述空隙单元的至少内表面具有布置在其上的聚合有机硅化合物的纳米颗粒，所述聚合有机硅通过式I的有机硅化合物和任选地至少式II的有机硅化合物的聚合而获得，

R^aSi(R¹)_n(X¹)_3-n I

R^bSi(R²)_m(X²)_3-m II

其中

R^a为直链或支化的C(1-24)烷基，