[发明专利]纳米复合功能材料的深层渗透-合成构造方法

权利要求书

1.本发明所涉及的纳米复合功能材料的深层渗透-合成构造（Deep Permeation-Synthesis Fabrication, DPSF）方法，其要点是以具有微孔或介孔或大孔结构的多孔材料为基底，将基底置于类似于过滤装置的反应器内，使反应剂流体穿过基底从一侧向另外一侧渗透流动，流体中的反应剂在孔内发生反应生成纳米固体颗粒并沉积在孔结构中形成纳米组装，与基底共同构成纳米复合功能材料。

2.权利要求1中所说的纳米固体颗粒，是指具有各种化学物理结构和成分的有机、无机或有机-无机结合的结晶或无定形固体颗粒材料，例如，但不限于，一种或多种金属或非金属单质（钙、镁、铝、镍、钴、铁、铜、锌、镓、锗，硅、碳等），一种或多种金属或非金属氧化物（氧化铝、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化镓、氧化钛、氧化锆、氧化钙、氧化镁、氧化钯、氧化硅等），有机高分子或生物高分子（Polymers, Biopolymers），金属-有机架构化合物（Metal Organic Frameworks, MOFs），等；这些结晶或不定形纳米固体颗粒的粒度在0.1-10000nm的范围。

3.权利要求1中所说的多孔材料基底，可以是有机聚合物多孔膜，例如，但不限于，聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚醚砜（PES）、聚砜（PSF）、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯腈（PAN）、聚乙烯醇（PVA）、醋酸纤维素（CA）等；这些多孔材料的孔的尺寸在1nm-1mm的范围。

4.权利要求1中所说的多孔材料基底，也可以是无机的多孔陶瓷或金属粉末烧结材料，例如，但不限于，多孔氧化铝、碳化硅、金属氧化物、铁基合金粉末烧结材料等；这些多孔材料的孔的尺寸在1nm-1mm的范围。

5.权利要求1中所说的在孔内发生反应，是指在液体或气体中可以发生的化学或物理反应，例如，但不限于，液相沉积反应、气相沉积反应、原子沉积、水热法合成、溶胶-凝胶法合成、络合反应、氧化-还原反应，等。

6.权利要求1中所说的纳米复合功能材料具有固定的形状，例如，但不限于，柔性或刚性的薄膜形状、管形、中空纤维形等；这些材料可以是致密的（例如，但不限于，孔尺寸<0.1nm的情况），也可以是多孔的（例如，但不限于，孔尺寸>0.1nm的情况）。

7.权利要求1中所说的纳米复合功能材料，其功能是指在构造过程中或后修饰中材料被赋予的功能特性，例如，但不限于，物质分离、能量储存（电荷，氢，甲烷，等）、离子传导（锂离子，钠离子，质子，等）、半导体、化学反应催化、能量转换（光伏，热电，等）、辐射吸收、信号感知，等；这些材料可以被制成与其功能相对应的各种器件以方便应用。

8.权利要求1中所说的反应剂流体可以是一种或多种液体，也可以是一种或多种气体或蒸汽。

9.权利要求1中所说的反应剂流体穿过基底材料的渗透流动是由某种推动力来实现的，例如，但不限于，基底材料两侧的压力差、温度差、浓度差、电场、磁场、重力场、离心力场等。

10.权利要求8中所说的液体是指一种或多种反应剂溶解在溶剂中形成的溶液，也可以是纯的溶剂，例如，但不限于，水、各种有机溶剂、无机溶剂等。