[發(fā)明專利]具有納米級圖案的濾膜

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201380058147.X
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN104918686A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁遺福;薩賈德·馬魯夫;約翰·佩萊格里諾;艾倫·格林伯格
• 申請（專利權(quán)）人: 科羅拉多大學(xué)董事會;法人團(tuán)體
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D71/76
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;李欣

1.一種用于流體輸送的膜，包括：

基膜，所述基膜具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面，和

由與所述基膜相容的材料制成的圖案，所述圖案覆蓋所述第一表面的工作區(qū)域，所述圖案形成具有尺寸不超過1微米的周期性和振幅的特征。

2.如權(quán)利要求1所述的膜，通過在所述第一表面和所述第二表面中的至少一者上納米刻蝕形成所述圖案，其中，當(dāng)流體被傳輸通過所述膜時，與表面積聚的可溶的和/或懸浮的物質(zhì)和顆粒從所述流體到?jīng)]有所述圖案的所述基膜的工作區(qū)域的質(zhì)量轉(zhuǎn)移相比，所述圖案的所述周期性和振幅將表面積聚的可溶的和/或懸浮的物質(zhì)和顆粒從所述流體到所述工作區(qū)域的質(zhì)量轉(zhuǎn)移減少了至少10％。

3.如權(quán)利要求1所述的膜，其中，所述基膜和所述圖案與極性溶劑是相容的，所述極性溶劑選自二氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、丙酮、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲亞砜、碳酸丙烯酯、甲酸、正丁醇、異丙醇、正丙醇、乙醇、甲醇、醋酸和水。

4.如權(quán)利要求1所述的膜，其中，所述基膜和所述圖案與非極性溶劑是相容的，所述非極性溶劑選自戊烷、環(huán)戊烷、己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、1,4-二氧六環(huán)、氯仿和二乙醚。

5.如權(quán)利要求1所述的膜，其中：

所述膜是超濾膜，以及

所述基膜和所述圖案中的至少一者包括選自下列物質(zhì)的材料：聚醚砜、聚丙烯腈、聚乙二烯、再生纖維素、醋酸纖維素、聚砜、聚丙烯、聚芳醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚酮、聚醚酮、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和聚酰胺。

6.如權(quán)利要求1所述的膜，其中：

所述膜是納米濾膜，以及

所述基膜和所述圖案中的至少一者包括選自下列物質(zhì)的材料：醋酸纖維素、聚哌嗪酰胺、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰亞胺和/或聚丙烯腈。

7.如權(quán)利要求1所述的膜，其中：

所述膜是微濾膜，以及

所述基膜和所述圖案中的至少一者包括選自下列物質(zhì)的材料：尼龍、混合纖維素酯、再生纖維素、醋酸纖維素、聚碳酸脂、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、和聚乙烯。

8.如權(quán)利要求1所述的膜，其中：

所述膜是反滲透膜，以及

所述基膜和所述圖案中的至少一者包括選自下列物質(zhì)的材料：纖維素醋酸鹽、聚哌嗪酰胺和聚酰胺。

9.如權(quán)利要求1所述的膜，其中：

所述基膜和所述圖案與氣體是相容的，以及

所述基膜和所述圖案中的至少一者包括聚二甲基硅氧烷。

10.如權(quán)利要求1所述的膜，所述圖案包括形成形狀的凸起部分或凹陷部分，所述形狀包括在膜上的脊線、谷、通道、丘陵、桿、山峰、針、銷、旋鈕、平行線、相交線和同心線中的一個或多個。

11.如權(quán)利要求1所述的膜，所述圖案包括布置在所述膜上的突起部，所述突起部的周期性在10nm和2000nm之間。

12.如權(quán)利要求11所述的膜，當(dāng)在所述突起部的最寬的點處測量時，所述突起部的寬度在300nm和500nm之間。

13.如權(quán)利要求1所述的膜，其中：

所述圖案包括平行線、相交線和/或同心線中的一種或多種，所述平行線、相交線和/或同心線中的每一種形成在一側(cè)或兩側(cè)上由谷環(huán)繞的突起部；和

所述平行線、相交線和/或同心線的峰到谷的高度在100nm和300nm之間。

14.一種從溶液中過濾組分的方法，包括：

將包括所述組分的所述溶液通過膜，所述膜包括：

基膜，所述基膜具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面，所述基膜包括與所述溶液相容的材料，和

包括與所述基膜和所述溶液相容的材料的圖案，所述圖案覆蓋所述第一表面的工作區(qū)域，所述圖案形成具有尺寸不超過1微米的周期性和振幅的特征；

其中，與所述表面積聚的可溶的和/或懸浮的物質(zhì)和顆粒從所述溶液到?jīng)]有所述圖案的基膜的質(zhì)量轉(zhuǎn)移相反，所述圖案減少了表面積聚的可溶的和/或懸浮的物質(zhì)和顆粒從所述溶液到所述膜的質(zhì)量轉(zhuǎn)移，同時所述溶液通過所述膜。

15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述組分具有在0.1kDa和1000kDa之間的分子量。