图7C中的SEM图像表 示纳米纤维多孔块复合材料，该复合材料包括在与图6A、图6B示例相比具有较大孔尺寸的 多孔碳块上结晶的纳米纤维；图7A是较大孔商业碳块在勃姆石生长之前的SEM图像，图7B是 相同的较大孔商业碳块在勃姆石生长之后的SEM图像，以及图7C是相同的较大孔商业碳块 在勃姆石生长之后的另一 SEM图像，图7C是较大放大率的图像。
[0047] 根据本文的教导所制造的纳米纤维211通常包括以它们的长度相比非常小的直径 (例如平均2nm)，使得它们具有高长宽比。因此，这一独特的形态以及大表面积有助于纳米 纤维多孔块复合材料产品110用于许多应用，包括过滤。此外，如下文所进一步描述地，纳米 纤维211的勃姆石相还可以增强产品的生物材料和重金属过滤能力。
[0048] 此外，纳米纤维211和多孔块纳米纤维复合材料110能够容易地与其它材料或装置 结合以产生高效过滤产品。因此，在一个实现方式中，产品110可以容易地作为过滤介质而 被包含在例如为图1的系统10的过滤系统中。纳米纤维211和/或纳米纤维复合材料110提供 期望的过滤介质的移除特性。
[0049] 纳米纤维211和/或多孔块纳米纤维复合材料110的独特形态和其它特性使得本文 的产品尤其适用于潜在的大范围的过滤应用，包括但不限于空气过滤和水过滤。勃姆石相 还由于化学亲和力而使其能用在生物活性应用中。这些产品提供化学和/或静电亲和力和/ 或病毒和病原体可以附着的大表面积，使得这些产品在生物材料过滤应用方面特别有利。 在下表1中通过产品特性示出了勃姆石纤维的生物亲和力的示例(注意这些特性是通过类 似于本文中所描述的方法生长的勃姆石纳米纤维所产生的，而其不像在示例1和2中的那样 在碳炔基底的孔上/中生长的）。
[0050]表 1
[0052]使用包括质量百分比为20 %-70 %的勃姆石纳米纤维、厚度在大约1.0mm至1.5mm 的范围的其他过滤基底材料进行初始研究。使用噬菌体(抗菌素)PRD-1和MS-2 (人类病毒的 代用品）来研究这些过滤器的病毒衰减量。去除效率高于99.9999%。
[0053]由于可以用在多孔块纳米纤维复合材料产品110内，这样的纳米纤维211的独特形 态和其他特性还使得这些产品尤其适合于通过金属离子化学吸收作用过滤重金属。通过类 似本文所描述的方法形成的并用于重金属过滤的勃姆石纳米纤维可以包括支撑在Gelman Acrodisc型针筒过滤器上的勃姆石垫，其通过将O.lg的这样的勃姆石纳米纤维分散在水中 (10ml)并将该分散液通过过滤器而制备。测试这样的重金属过滤器的从水中移除下列重金 属的能力:锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)。测试结果如下表2所示。
[0054]表 2
[0056] 这些测试结果表明用在多孔块纳米纤维复合材料产品110上/内的根据本文的方 法所制造的勃姆石纳米纤维的用在重金属过滤器中或者用作重金属过滤器的潜在应用，这 样的过滤器能够用于饮用水处理和工业废水处理等等。
[0057] 因此，纳米纤维过滤块110可以依据机械和/或化学吸附和/或静电引力机制而用 于生物的和/或无机的过滤应用。纳米纤维过滤器110具有复杂的复合结构，其可以被优化 用于吸附特定材料。此外，纳米纤维过滤器110可以在高流动条件下使用。在另一实施方式 中，吸收的材料可以从过滤器洗脱。
[0058] 注意，基础过滤材料，这里例如，多孔块，因此可以被增强成复合过滤产品形式，在 一特定示例中，标准多孔块能有效过滤例如为大肠杆菌和隐孢子虫的大细菌(例如，隐孢子 虫生物体(原生生物)形成大小在4-7微米之间的保护性的卵囊;贾第虫也是卵囊的形式但 是稍微较大，大小在6至10微米之间；这些卵囊使得有机体在水道中的宿主的主体外存活， 并保护它们抵抗例如为氯化作用或者紫外辐射的消毒方法）。然而，实际上的非卵囊细菌小 得多，例如大约〇. 2-0.5微米，当前描述的纳米纤维将基质的有效孔尺寸减少至非常小并增 加了不仅捕获能够被传统多孔块所捕获的卵囊、还能捕获细菌有机体本身以及非常小的病 毒和化学污染物的能力。
[0059] 本文的产品不限于生物材料和/或重金属水过滤应用。在另一实现方式中，本文的 产品可以用在用于从例如为醇、酯和酮的溶剂中去除释放的超小微粒的过滤器中。在另外 的实现方式中，本文的产品可以用于过滤在电子设备制造中使用的高纯度化学品或水。另 一个新的应用可以是用在过滤掉纳米材料，无论是无机的、有机的或其它（依据DOE P 456.1，美国能源部，出版物456.1，越来越关注纳米材料的毒性）。其它示例性应用可以包括 空气或其它气体过滤器。本领域技术人员在熟悉本文的教导之后很容易明白，还可以在本 文的范围内预期其它过滤应用。
[0060] 打算在本复合材料的范围内的其它应用例如，根据本文所描述的方法制造的纳米 纤维211和/或复合材料块110可以与吸附垫一起使用（例如用于医学检测试剂盒），以及生 物制剂的浓缩/净化(包括生物恐怖武器)等等。
[0061] 示例 1
[0062] 在这个示例中，前体材料包括能很容易地从许多供应商获得的实验室级别的颗粒 状的A1(0H)3。在该示例中，勃姆石纳米纤维是这样合成的：使用大约25.5g A1(0H)3和大约 200ml的水加热至大约200°C大约5h(五小时），以在商业上可获得的多孔碳基底块上的一个 或多个孔上或内生成基本上白色固体纳米纤维;这里的碳基底块为4碳环，1.5英寸直径X 〇. 5英寸厚(注意，如上文所介绍，术语多孔块不是形状依赖型的）。处理室保持在总压力为 大约150镑/平方英寸(标准尺寸）下。处理室被保持在大约200°C，反应温度估计为大约180 °C。反应获得大约19.0g的纳米纤维产品。对产品在大约100 °C下干燥5小时。
[0063] 使用上文简要描述的x射线衍射技术对根据该示例所制造的纳米纤维进行分析， 并显示在图5中。纳米纤维包括大约100%勃姆石，通过MT分析测得的平均表面积为大约 285m 2/g。纳米纤维还被限制到多孔碳块上，由此使得容易地进行后续的例如如上文所描述 的过滤应用。如上文所介绍的，对于这个示例在处理前和处理后的SEM图像分别显示在图6A 和6B中。
[0064] 示例2
[0065] 在这个示例中，前体材料包括基本上相同的商业上能很容易地从许多供应商获得 的实验室级别的A1(0H)3。在该示例中，勃姆石纳米纤维也是这样合成的：使用大约25.5g A1(0H) 3和大约200ml的水加热至大约200°C大约5h(五小时），以在商业上可获得的多孔碳 基底上的一个或多个孔上或内生成基本上白色固体纳米纤维。这里的多孔块材料包括与示 例1的基底相比具有较大孔结构的碳基础材料(这里，也是4碳环，1.5英寸直径X 0.5英寸 厚），参见图7A、7B和7C。
[0066]处理室被保持在大约为150镑/平方英寸的总压力下。处理室被保持在大约200°C， 反应温度估计为大约180°C。反应以这种方式继续进行大约5小时，导致生成大约19g的纳米 纤维多孔块复合材料。对复合材料产品在大约l〇〇°C下干燥5小时。
[0067] 使用上文简要描述的x射线衍射技术对根据这一示例制造的纳米纤维复合材料进 行分析。纳米纤维复合材料包括大约100 %勃姆石。通过BET分析测得的纳米纤维多孔块复 合材料的平均表面积为大约195m2/g。
[0068] 注意的是以上讨论的示例1和2是用于说明的目的而提供的，而不是用于限制的目 的。还预期有另外的实现方式和变型。
[0069] 如上文所介绍，各种可替代的前体之一可以是二氧化钛(Ti02)。二氧化钛化学过 程的形成包括在强碱性溶液中水热法蒸煮Ti02粉末以产生钛酸钠纳米管，如下式所示。
[0070] (4)3Ti〇2+