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多孔納米復(fù)合材料以多孔材料為支撐體，修飾或負(fù)載其它功能性物質(zhì)，綜合了無(wú)機(jī)材料(剛性等)和有機(jī)高分子材料(延展性等)的優(yōu)點(diǎn)，是一種性能優(yōu)異的新型材料，在催化載體、吸附、電化學(xué)、生物醫(yī)藥等方面的應(yīng)用日益廣泛。目前制備多孔材料的方法主要有溶膠G凝膠法、水熱合成法、共沉淀法和模板法等，而乳液模板法因其形式多樣、簡(jiǎn)便易行及所制備材料結(jié)構(gòu)可控等特點(diǎn)，在功能材料領(lǐng)域的優(yōu)越性日益明顯。將納米粒子引入高內(nèi)相乳液可以實(shí)現(xiàn)聚合物、無(wú)機(jī)納米粒子及多孔材料的有機(jī)結(jié)合。按照粒子組分的不同，將該類(lèi)材料分為無(wú)機(jī)物/聚合物多孔納米復(fù)合材料、聚合物/聚合物多孔納米復(fù)合材料、黏土/聚合物多孔納米復(fù)合材料。其中，無(wú)機(jī)物/聚合物多孔納米復(fù)合材料占主導(dǎo)地位。
——無(wú)機(jī)物/聚合物多孔納米復(fù)合材料
無(wú)機(jī)物/聚合物納米復(fù)合材料是將納米級(jí)無(wú)機(jī)粒子填充到聚合物基體中形成的復(fù)合材料。由于納米分散相具有比表面積大、界面相互作用強(qiáng)等特點(diǎn)，使得納米復(fù)合材料表現(xiàn)出不同于一般宏觀(guān)復(fù)合材料的熱力學(xué)、電磁學(xué)性能，還可能具有原組分不具備的一些特殊性能。常用的納米無(wú)機(jī)粒子主要有碳酸鹽、金屬氧化物、石墨烯及SiO2等。碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇等碳酸鹽納米粒子可以提高聚合物的性能，且在乳液聚合體系中，此類(lèi)無(wú)機(jī)納米粒子可以取代乳化劑起穩(wěn)定乳液的作用。研究人員以?xún)r(jià)格低廉的納米碳酸鈣取代山梨糖醇脂肪酸酯(Span80)制得穩(wěn)定的高內(nèi)相乳液并得到相應(yīng)的多孔聚合物材料，實(shí)驗(yàn)表明15 wt/v%(相對(duì)于連續(xù)相質(zhì)量體積分?jǐn)?shù))的納米粒子足以穩(wěn)定內(nèi)相分?jǐn)?shù)為85%的乳液，且制備出的大孔復(fù)合材料強(qiáng)度較大，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)納米碳酸鈣與Span80的比例來(lái)制備不同孔徑和性能的復(fù)合材料。另有研究者以超臨界CO2乳液模板法成功制備了納米碳酸鈣/聚丙烯酰胺多孔納米復(fù)合材料，該材料具有典型的開(kāi)孔、貫通結(jié)構(gòu)，孔徑分布較窄，也可通過(guò)對(duì)納米粒子調(diào)控得到不同孔徑分布的復(fù)合材料以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需要。將納米SiO2引入高內(nèi)相乳液體系也能夠?qū)λ苽涞亩嗫讖?fù)合材料起增強(qiáng)增韌作用，顯著提高材料的力學(xué)性能。
——聚合物/聚合物多孔納米復(fù)合材料
除了固體無(wú)機(jī)納米粒子穩(wěn)定高內(nèi)相乳液可以制備聚合物多孔復(fù)合材料外，利用高分子乳膠粒來(lái)穩(wěn)定乳液制備聚合物/聚合物多孔納米復(fù)合材料的研究也引起了研究者廣泛興趣。具備合適親水親油性的高分子乳膠粒能較好地穩(wěn)定乳液，較為簡(jiǎn)便地使材料功能化，得到具有不同特殊結(jié)構(gòu)的新型材料。研究者以低能乳化法成功制備了內(nèi)相高達(dá)95%的水包油Pickering高內(nèi)相乳液，其中聚氨酯脲納米粒子起機(jī)械屏障的作用，阻止液滴的聚集。所得多孔材料為親水性開(kāi)孔聚合物泡沫，形態(tài)隨油水比、聚氨酯脲濃度的改變而改變。該法提供了一種以水包油高內(nèi)相乳液為模板制備形態(tài)可控親水性聚合物泡沫的簡(jiǎn)單路線(xiàn)。
——黏土/聚合物多孔納米復(fù)合材料
具有層狀結(jié)構(gòu)的蒙脫土是最具商業(yè)價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用前景且能制成納米復(fù)合材料最理想的天然礦物。黏土/聚合物納米復(fù)合材料因其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，使得這種復(fù)合材料既有聚合物的可加工性、介電性，又具有黏土的優(yōu)良強(qiáng)度及穩(wěn)定性。將高內(nèi)相乳液與黏土結(jié)合可改變所制備多孔納米復(fù)合材料的泡孔尺寸、孔隙率、機(jī)械性能和熱性能等，可根據(jù)需要制備相應(yīng)材料。研究者將兩種類(lèi)型的有機(jī)黏土及鈉蒙脫石引入高內(nèi)相乳液來(lái)控制泡孔形態(tài)、尺寸及開(kāi)孔含量等。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)材料開(kāi)孔含量隨著有機(jī)黏土含量的增加而增加，平均泡孔尺寸隨著鈉蒙脫石的增加而減少。自然界中蒙脫土是親水性的，因此較難分散到有機(jī)相中，單體分子也很難插入到黏土層中。因此必須對(duì)原生黏土進(jìn)行改性以改善黏土的疏水性能同時(shí)促進(jìn)單體的嵌入，這種改性也能提高黏土在連續(xù)相中的分散性。另有研究者先以陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)蒙脫土進(jìn)行改性，再制備出納米復(fù)合微孔材料，其實(shí)驗(yàn)證實(shí)原生黏土在聚合物基體中分散性較差，對(duì)材料的熱性能和機(jī)械性能幾乎沒(méi)有影響，而改性黏土使材料的硬度和屈服強(qiáng)度得到了加強(qiáng)，且含量較高時(shí)楊氏模量增加而彈性不變；但超出一定界限后，黏土聚集體的存在會(huì)導(dǎo)致降解溫度的降低。