[发明专利]纳米粒子在过氧自由基的长期“干燥”储存中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及伊毛缟石型和/或水铝英石型硅铝酸盐聚合物粒子在空气中作为稳定过氧离子的试剂的应用。

本发明也涉及在空气中稳定过氧离子的方法和通过上述方法得到的基板。

最后，本发明涉及包含根据本发明的基板的装置，特别是热交换器。

背景技术

我们知道过氧自由基(离子)是非常活泼的，且能够氧化许多化合物。

这就是为什么将它们具体用作抗菌剂并且用于进行很多氧化反应。

然而，这些过氧自由基(peroxide radical)仅能以平衡状态存在于溶液中。

然而，一旦环境开放，即与空气接触，就根据以下反应开始歧化反应：

H₂O₂+2H⁺+2e^-＝2H₂O(其中，H₂O₂是氧化剂)

H₂O₂＝O₂+2H⁺+2e^-(其中，H₂O₂是还原剂)

2H₂O₂→2H₂O+O₂

因为氧气的释放迅速改变该平衡，该过氧自由基消失。

通过呈现在容器的表面上的某些化学杂质的存在，能显著地提高歧化现象的动力学。

因此，在开放的环境内，至今不可能在材料的表面上储存有效的过氧离子(peroxide ion)。

此外，伊毛缟石型和/或水铝英石型的硅铝酸盐聚合物是已知的。

这些硅铝酸盐聚合物已知有各种形式。

例如，硅铝酸盐聚合物已知为纤维形式，诸如伊毛缟石。

伊毛缟石是细丝状的、管状的硅铝酸盐，天然存在于火山灰和某些土壤中。

天然伊毛缟石是不纯的，且混有其它硅铝酸盐，诸如水铝英石和/或勃姆石。

然而，在天然状态下，它是不纯的产品，且因此不能被用作抗菌剂或需要高纯度的反应中的氧化剂的应用。

纯度不同的伊毛缟石的合成方法有很多种。例如，Farmer的专利US 4 152404和4 252 779描述了制备类似于天然伊毛缟石的无机材料的方法。

能从通过透析获得的伊毛缟石中除去诸如盐的电荷物质。然而，这项技术不能除去不携带电荷的水铝英石。

此外，WADA等人，在Journal of Sol Science，1979，30，347中，描述了带有Al/Si摩尔比接近2的纯的伊毛缟石。在这里规定的术语“非常高纯度”或“高纯度”是指包含至少80重量％且优选至少90重量％的伊毛缟石的水性溶液。

欧洲专利0 741668描述了获取具有高纯度的伊毛缟石的详细方法。显而易见，在细丝的消解(digestion)步骤或生长步骤的过程中，保持pH和Al+Si浓度在非常精确的值域内是绝对必要的。在不可控的合成中，观察到硅胶、勃姆石或水铝英石的形成。勃姆石具有非纤维性结构，其Al∶Si摩尔比在4以上。

因此，当未能充分控制该合成的时候，所获得的伊毛缟石并未纯到足以用作抗菌剂或需要高纯度的反应中的氧化剂。

法国专利申请2 817 488描述了，通过纯化根据在欧洲专利0 741 668所描述的方法获得的硅铝酸盐胶粒混合物的水性分散体，获得可用在聚合物材料的制剂中的高纯度的伊毛缟石型硅铝酸盐聚合物的方法。因此，通过超滤纯化该胶粒以在保留物中获得具有Al/Si摩尔比在1.8和2.5之间的纤维状伊毛缟石型硅铝酸盐聚合物。优选地，该超滤是切向超滤(tangential ultrafiltration)，也优选使用基于聚醚砜的膜。优选地，保留物中的层流对应1m²的膜表面积大致等于1L.min^-1。在进行超滤步骤之前，粒子的混合物也能被预滤。

法国专利申请2 802 912描述了制备高纯度的伊毛缟石型硅铝酸盐聚合物的方法。

这个方法包括以下步骤：

a)在4.5和6.5的之间(包括端点)的pH下，用碱溶液处理硅和铝的混合醇盐，或铝和硅的混合化合物的前体，在硅醇基团的存在下，保持铝的摩尔浓度在5×10^-4和10^-3mol.L^-1之间(包括端点)，且Al/Si的摩尔比在1和3之间(包括端点)，