[發(fā)明專利]一種自支撐自潔凈微納直通孔濾膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610065632.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105771671B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉向東;賀利樂;李冀;張學(xué)鋒;蔡安江
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: B01D69/02
• 分類號: B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發(fā)明公開一種自支撐自潔凈微納直通孔濾膜及其制備方法，該濾膜上設(shè)有若干直通孔；該濾膜中均勻分布有其支撐作用的納米粒子。本發(fā)明利用電場輔助下的模鑄工藝來進(jìn)行加工，可制作尺寸精確可控的直通型微納過濾孔。該濾膜可方便地過濾微米級或納米級的各種顆粒，而且不需要額外的支撐膜，同時還具有較強(qiáng)的自潔凈性能，清洗后可重復(fù)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微納加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直通孔濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)

全球日益嚴(yán)重的環(huán)境污染如空氣污染、水源污染等，使人們對各種過濾膜的需要越來越大，尤其是能夠過濾微米至納米尺度顆粒的過濾膜。目前的各種過濾膜存在的主要問題包括：由于濾膜的過濾孔不是直通孔而嚴(yán)重降低了濾膜的過濾通量；濾膜容易受到污染，而且難以進(jìn)行清洗，重復(fù)使用性能較差；有的濾膜深徑比較小，需要額外的支撐膜等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自支撐自潔凈微納直通孔濾膜及其制備方法，該濾膜利用電場輔助下的模鑄工藝來進(jìn)行加工，可在濾膜上制作尺寸精確可控、可自支撐和自潔凈的微米或納米級的直通孔；該濾膜可方便地過濾微米級或納米級的各種顆粒，而且不需要額外的支撐膜，同時還具有較強(qiáng)的自潔凈性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種自支撐自潔凈微納直通孔濾膜，該濾波上設(shè)有若干直通孔；該濾膜表面均勻分布有起自潔凈作用的納米粒子。

進(jìn)一步的，所述納米粒子為無機(jī)氧化物納米粒子或金屬納米粒子.

進(jìn)一步的，所述納米粒子為二氧化鈦或二氧化硅。

進(jìn)一步的，所述自支撐自潔凈微納直通孔濾膜的厚度為10um～100um；所述納米粒子的粒徑為0.05um～0.3um。

進(jìn)一步的，直通孔的深徑比大于5。

一種自支撐自潔凈微納直通孔濾膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備具有導(dǎo)電層和絕緣層的基底；

(2)將熱塑性濾膜材料的薄膜放置在步驟(1)的基底的絕緣層上，并保持平整；

(3)將納米粒子涂覆在熱塑性濾膜材料的薄膜的表面，并使其分布均勻；

(4)將導(dǎo)電性模鑄模板放置在具有納米粒子的熱塑性濾膜材料的薄膜表面，并使模板的凸起點陣結(jié)構(gòu)與具有納米粒子的熱塑性濾膜材料的薄膜接觸；

(5)加熱基底，使其溫度達(dá)到或超過熱塑性濾膜材料的薄膜的玻璃化溫度；在模板與基底的導(dǎo)電層之間施加直流電壓使模板與基底之間形成電場；

(6)熱塑性濾膜材料的薄膜呈現(xiàn)液態(tài)化并在電場的作用下對模板的凸起點陣結(jié)構(gòu)之間的空隙進(jìn)行填充；

(7)待熱塑性濾膜材料的薄膜填充完成后，停止對基底的加熱，使基底初步降溫，使熱塑性濾膜材料的薄膜初步固化；

(8)解除模鑄模板與基底的導(dǎo)電層之間施加的電壓，然后分離基底與模鑄模板；

(9)如果模鑄模板的凸起點陣結(jié)構(gòu)上方有多余的熱塑性濾膜材料；采用刮板，將其刮去；

(10)當(dāng)模鑄模板的溫度降低至室溫后，熱塑性濾膜材料的薄膜達(dá)到完全固化；然后將熱塑性濾膜材料的薄膜從模鑄模板上剝離出來，得到具有自支撐和自潔凈特性的微納直通孔濾膜。

進(jìn)一步的，基底為硬質(zhì)基底或柔性基底；所述硬質(zhì)基底為拋光銅片、硅片或玻璃片；柔性基底為聚碳酸酯膜、PET膜、PDMS膜或PI膜；所述熱塑性濾膜材料的薄膜為PS膜、PET膜或PC膜。

一種自支撐自潔凈微納直通孔濾膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備具有導(dǎo)電層和絕緣層的基底；