本发明专利技术涉及在空气中稳定过氧离子的试剂。根据本发明专利技术的所述试剂是诸如伊毛缟石和/或水铝英石的硅铝酸盐聚合物。本发明专利技术可具体用于抗菌剂和氧化剂领域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及伊毛缟石型和/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。本专利技术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，本专利技术涉及包含根据本专利技术的基板的装置，特别是热交换器。
技术介绍
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:H202+2H++2e_ = 2H20 (其中，H2O2 是氧化剂)H2O2 = 02+2H++2e-(其中，H2O2 是还原剂)2 H2 O2 — 2H20+02 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O 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O 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Im2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5X 10_4和l(T3mol.L-1之间(包括端点),且Al/Si的摩尔比在I和3之间(包括端点),b)在室温下，进行熟化步骤，优选时间在5和15天之间(包括端点)，更优选时间在8和10天之间(包括端点)，c)在低于100°C温度下，优选在96 98°C下加热在步骤a)中获得的混合物24小时，d)从在步骤c)所获得的混合物中例如通过超滤除去残余离子。这种方法的细节在法国专利申请2802912中给出。因此，在本文中，术语“纯伊毛缟石型硅铝酸盐聚合物”是指通过在法国专利申请2 817 488和法国专利申请2802912中所描述的方法而获得的硅铝酸盐聚合物，且是当需要高纯度的时候本专利技术中所使用的那些硅铝酸盐，特别是当该应用是抗菌应用或用于将要获得高纯度产品的氧化反应的时候。我们也知道硅铝酸盐聚合物的形式是球形粒子，诸如水铝英石。如上所提到的，水铝英石也与天然伊毛缟石结合地天然存在。然而，在天然状态下，它是不纯的产品，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。专利申请US-A-6 254 845描述了制备水铝英石型硅铝酸盐聚合物的中空球体的方法。然而，因为所使用的制造方法，所获得的硅铝酸盐聚合物包含高比例的用于其形成的盐。法国专利申请2 842 514描述了制备非常纯的伊毛缟石型或水铝英石型硅铝酸盐聚合物的方法，其能被用于很多聚合物材料的制剂。这个方法包括:a)处理仅具有可水解功能(即其仅具有在过程中通过水解作用能被除去的取代基，且特别是在用碱溶液的处理中)的铝和硅的混合醇盐，或铝和硅的混合前体，该混合前体通过在硅醇基团的存在下用碱溶液水解仅具有可水解功能的硅化合和铝化合物的混合物而获得，保持铝的浓度低于0.3mol.L—1，保持Al/Si的摩尔比在I和3.6之间，且保持碱/Al的摩尔比在2.3和3之间。b)在硅醇基团的存在下，室温下搅拌所获得的混合物足够长的时间以形成该硅铝酸盐聚合物，且最后c)从反应混合物中除去在前述步骤中产生的副产物。通过多种本身已知的方法来除去该副产物，诸如清洗、渗滤或超滤，优选切向超滤。这种方法的细节在法国专利申请2 842 514中给出。所获得的伊毛缟石型或水铝英石型硅铝酸盐聚合物通过拉曼光谱表征为包括:在200 600CHT1范围内，位于250±501^的宽谱带、位于359±401^的强宽谱带、位于仙了土了^!!—1的肩峰(shoulder)以及位于501 iZcnT1的谱带。对刚好在从反应混合物中除去步骤a)和步骤b)的过程中形成的副产物的步骤之前获得的材料实施拉曼光谱。法国专利申请2 842 514描述了这种方法以及获得该拉曼光谱的条件。附图说明图1至3示出了用于本专利技术的三种硅铝酸盐聚合物的拉曼光谱。从这些图上我们可以看出，本专利技术中所使用的硅铝酸盐聚合物的确如上述表征所述。
技术实现思路
因此，术语“纯伊毛缟石型或水铝英石型硅铝酸盐聚合物”在本文中是指由法国申请专利2 802 912、法国申请专利2 817 488或法国申请专利2 842 514描述的方法所获得的硅铝酸盐聚合物。本专利技术中所使用的伊毛缟石型硅铝酸盐聚合物是直径为2nm、长度为几微米的中空纳米管。正如已指出的，通过控制铝盐和硅醇盐的共水解来制备它们。接着这个水解之后就是允许细丝生长 的热处理。随后将这些细丝清洗且通过超滤浓缩。这些伊毛缟石型硅铝酸盐聚合物的结构是非常特别的:管的外部被Al-OH包覆，而管的内部被S1-OH包覆。因此，水被无限期地捕集在管的内部。本专利技术中所使用的水铝英石型硅铝酸盐聚合物是直径为5nm的中空纳米球，也是通过铝盐和硅盐的可控的共水解而获得的。然而，在这种情况下，接着水解之后的不是热处理，且允许本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维尔·庞斯莱特，朱利安·约翰诺德，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。