[发明专利]交联纳米多孔糖类基材料及其制造方法

权利要求书

1.一种具有由式(I)表示的单糖单元的交联纳米多孔糖类基材料:

其中R₁、R₂、R₃独立地选自氢、甲基、乙基、丁基、戊基、辛基、乙酰基、丙酸酯、丁酸酯、苯甲酰基、邻苯二甲酸酯、2-羟乙基、2-羟丙基、羧甲基、羧甲基钠、2-羧乙基钠、硫酸钠、叔丁基二甲基硅烷基或氰乙基；n是6至1300之间的整数；以及

所述材料的平均孔半径为0.5至200纳米、粒径为5至500微米、松密度为1至680kg/m³，导热系数为0.015至0.05W/mK，以及

所述材料以相对于其重量1至520％的一种或多种保水能力、具有140°的水接触角的防水能力、每1克所述材料吸收1至600毫克/立方米的氨的能力、每千克所述材料交换和吸收鎘、铬、铅、铜、锌、钴、汞和/或镍金属离子的能力为0.1至1000cmol单电荷阳离子进行功能化；以及

所述材料通过将所述糖类与一种或多种相同或不同种类的交联剂在一锅和溶剂体系中反应而获得，所述糖类的脱水葡萄糖单元与所述交联剂的摩尔比在1:0.25至1:5之间，然后干燥所述纳米多孔糖类基材料，

其中所述一种或多种交联剂向所述糖类引入两个或更多个选自羧酸或羧酸酐基团、异氰酸酯基或硫氰酸酯基、乙烯基、甲硅烷基、环氧基、磺基、硫基或胺基的同官能或异官能基团。

2.根据权利要求1所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述糖类包含α-糖苷键或β-糖苷键。

3.根据权利要求1所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述糖类选自纤维素、糊精或环糊精或其衍生物。

4.根据权利要求3所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述糖类选自环糊精或其衍生物时，n为6至8。

5.根据权利要求3所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述糖类选自纤维素或其衍生物时，n为120至1300。

6.根据权利要求3所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述环糊精衍生物选自α-、β-或γ-环糊精。

7.根据权利要求1所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述反应和干燥过程在摄氏-78度至200度的温度范围内进行。

8.根据权利要求1所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中在所述干燥之前，用一种低表面张力溶剂体系代替所述溶剂体系，以得到填充有所述低表面张力溶剂的纳米多孔溶胶凝胶。

9.根据权利要求8所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述低表面张力溶剂体系包含氢氟醚的组分。

10.根据权利要求9所述的交联纳米多孔糖类基材料，其中所述纳米多孔溶胶凝胶填充有所述氢氟醚组分，並在环境温度和压力下或在超临界条件下干燥。

11.一种制备根据权利要求1所述的交联纳米多孔糖类基材料的方法，其特征在于，所述方法包括:

在摄氏-78度至200度的温度范围内，使所述糖类与一种或多种相同或不同种类的交联剂反应，在一锅和在一个溶剂体系中所述糖类的脱水葡萄糖单元与所述交联剂的摩尔比在1:0.25至1:5之间；

干燥反应混合物以获得所述交联纳米多孔糖类基材料。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述反应期间和在所述干燥之前，使用一种或多种交联剂与所述糖类的单糖单元反应将一个或多个官能基团引入糖类中，其中所述糖类的脱水葡萄糖单元与所述交联剂的摩尔比在1:0.25至1:5之间。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法进一步包括在所述干燥之前和/或之后，使用一种或多种表面接枝剂在所述反应期间将一个或多个官能基团引入糖类中，其中所述糖类的脱水葡萄糖单元与所述表面接枝剂的摩尔比在1:1至1:3之间。