[發明專利]一種基于碳納米管的濾膜器件及其制備方法

無效

• 申請號: 201010262028.4
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN101947417A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 王現英;楊俊和;趙斌;張磊;楊光智;何星;唐志紅
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B01D71/28
• 分類號: B01D71/28;B01D71/06;B01D63/06;B01D67/00;C02F1/44;B01D53/22
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 寧芝華

1.一種納濾膜器件，由有序碳納米管陣列和聚合物構成的濾膜及支撐骨架構成，其中聚合物填充到碳納米管陣列間隙中，阻擋流體從碳納米管間隙中通過；碳納米管內孔作為流體輸運通道。

2.如權利要求1所述納濾膜器件，其特征在于，所述有序碳納米管陣列中，碳納米管的直徑為0.5-60nm,長度為1-1000um，且所述的碳納米管兩端均為開口。

3.如權利要求1所述納濾膜器件，其特征在于，所述碳納米管陣列為垂直碳納米管陣列。

4.如權利要求1所述納濾膜器件，其特征在于，所述聚合物均勻填充到碳納米管陣列之間，與碳納米管外表面緊密結合。

5.如權利要求1所述納濾膜器件，其特征在于，所述支撐材料為任一能夠與濾膜緊密結合、具有一定的機械強度的材料；所述聚合物能夠耐酸堿腐蝕、耐鹽霧、具有良好的化學惰性，能夠形成共軛沉積,均勻附著在碳納米管表面，且具有良好的可蝕刻性。

6.如權利要求1所述納濾膜器件，其特征在于，所述聚合物選自聚對二甲苯和聚苯乙烯。

7.如權利要求1-6任一權利要求所述納濾膜器件的制備方法，包括下列步驟：

a)????在硅襯底上生長碳納米管；

b)????在碳納米管間隙中填充聚合物獲得碳納米管陣列/聚合物復合沉積體；

c)????將碳納米管/聚合物復合沉積體從硅襯底上剝落，并放在支撐骨架上；

d)????蝕刻掉多余聚合物；

e)????碳納米管的兩端開孔；

f)????蝕刻掉多余的催化劑粒子。

8.如權利要求7所述納濾膜器件的制備方法，其特征在于，所述步驟a）中，碳納米管陣列的生長方法為化學氣相沉積法；所述步驟b)?中，聚合物采用真空化學氣相沉積法原位聚合形成或者采用旋涂法填充；所述步驟c)中，膜體剝落方法用高溫水蝕刻或者HF酸腐蝕法；所述步驟d）中，聚合物蝕刻采用氧氣等離子體刻蝕法，露出碳納米管頂端；所述步驟e)中，碳納米管的兩端開孔采用氧氣等離子體刻蝕及離子剪薄法或Piranha溶液浸泡法；所述步驟f）中，催化劑粒子的蝕刻采用酸洗法。

9.如權利要求7所述納濾膜器件的制備方法，其特征在于，所述步驟b)?中，沉積過程不改變碳納米管的有序排列，獲得的碳納米管陣列/聚合物復合沉積體無針孔及裂紋缺陷。

10.如權利要求1-6任一權利要求所述納濾膜器件用于海水淡化、飲用水深度凈化、工業廢水處理、藥物輸送、生物傳感、細胞壁模擬或工業氣體分離的用途。