[发明专利]纳米选择性溶胶-凝胶陶瓷膜、选择性膜结构及相关方法

权利要求书

1.一种纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，包括：

多孔载体，其具有直径为10nm以上的多个载体孔；和

纳米多孔复合材料，其包括填充所述多孔载体的至少一部分的纳米多孔溶胶-凝胶陶瓷复合材料，

其中，所述纳米多孔复合材料包括半径为5nm以下、多分散指数为0.7以下的多个纳米孔。

2.根据权利要求1所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，多孔基材包括选自由聚合物材料、陶瓷材料、金属及其组合组成的组中的材料。

3.根据权利要求1所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，多孔基材包括选自由以下组成的组中的材料：聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇、聚醚酮、聚砜、聚磺酰胺、聚丙烯酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、纤维素及其组合。

4.根据权利要求1所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，多孔基材包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化锗、氧化铝、石墨、碳化硅、氮化硅、氮化硼、硼硅酸盐玻璃、硅酸锂、硅酸钾、氧化锡、氧化铁、碳纳米管、铁或其组合。

5.根据权利要求1所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述多孔载体包括选自由非织造织物、非织造网、面纱、编织物、织造织物、织造网、开孔泡沫及其组合组成的组中的材料。

6.根据权利要求1所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，还包括由聚合物材料形成的、沿着所述多孔载体的边缘的至少一部分的可压缩镶边，其中，所述聚合物材料渗入所述多孔载体至少1μm。

7.根据权利要求6所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述可压缩镶边沿着所述多孔载体的所有边缘，从而限定垫圈。

8.根据权利要求6所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述可压缩镶嵌覆盖所述纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜的表面的50％以下。

9.根据权利要求6所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述可压缩镶边的所述聚合物材料包括弹性聚合物。

10.权利要求1所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述纳米多孔溶胶-凝胶陶瓷复合材料通过使溶胶-凝胶前体组合物胶凝化来制备，所述溶胶-凝胶前体组合物包含一种或多种陶瓷前体。

11.权利要求10所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述陶瓷前体选自由二氧化硅、硅氧烷、硅酸酯、硅烷醇、硅烷、有机改性硅酸盐、二氧化钛、氧化锆、氧化锗、氧化铝、石墨、碳化硅、氮化硅、氮化硼及其组合组成的组。

12.根据权利要求10所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述陶瓷前体包括原硅酸四烷基酯。

13.根据权利要求10所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述陶瓷前体包括一种或多种具有通式R*₂-Si-(OR)₂或R*-Si-(OR)₃的有机硅烷，其中，R*在每次出现时独立地为可选地取代的C1-C15烷基、可选地取代的C4-C20杂烷基、可选地取代的芳基或可选地取代的杂芳基，并且R在每次出现时独立地为可选地取代的C1-C6烷基。

14.根据权利要求13所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述有机硅烷是C₆H₁₃-Si-(OR)₃。

15.根据权利要求10或13所述的纳米多孔选择性溶胶-凝胶陶瓷膜，其中，所述陶瓷前体包括胶体陶瓷颗粒。