[發明專利]一種基于微流控溝道系統的海水凈化裝置及其制備方法有效

申請號：	201611176352.8	申請日：	2016-12-19
公開（公告）號：	CN106587286B	公開（公告）日：	2020-09-29
發明（設計）人：	王偉;周嘉	申請（專利權）人：	復旦大學
主分類號：	C02F1/469	分類號：	C02F1/469;C02F103/08
代理公司：	上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249	代理人：	周乃鑫
地址：	200433 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于微流控溝道系統海水凈化裝置及其制備方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于微流控溝道系統的海水凈化裝置及其制備方法，該裝置包含：襯底，設置在襯底上的液體溝道，以及設置在液體溝道上用于定義并密封液體溝道的上蓋板。液體溝道包含：去離子溝道，設置在去離子溝道兩側的電極對，設置在去離子溝道與電極對之間的介質層，以及與去離子溝道相連通的進口溝道和出口溝道。本發明的裝置能夠持續、穩定、低能耗、高效能凈化海水，同時又能夠與現有微流控技術相兼容的集成化微流控芯片，進而在改進現有電容式凈水功能器件的基礎上擴大微流控技術的應用范圍。

技術領域

本發明涉及電容式液體去離子原理的微流控技術及液體的凈化過程，具體涉及一種基于微流控溝道系統的海水凈化裝置及其制備方法。

背景技術

芯片實驗室可簡單定義為能夠完成生物化學處理的各個過程、能自動完成傳統實驗室功能的微小化、集成化微電子機械系統，其目標是在單個器件上集成完全的分析過程，具有高集成度、高精度、低消耗、智能化等優點，在生物、化學等許多領域具有非常好的前景。

作為芯片實驗室的動力部分，微流控技術起著重要作用。介質上電潤濕技術通過電壓改變液滴在介質表面的潤濕性能，以對液滴進行操控，具有驅動方式簡單、驅動力強、自動化程度高等許多優點，但存在功能單一、集成度低等不足。

近些年來，電容式去離子技術因其性能可靠、能量效率高、器件結構簡單及凈水成本低等優勢，在較低鹽濃度水凈化領域備受矚目，被認為是一種可有效緩解世界淡水資源危機的重要手段。但現有電容式去離子技術存在如多孔碳電極材料無法自動化生產組裝、電極電導率低、功耗大、無法持續穩定工作、尺寸大等問題，極大地限制了其進一步地發展與推廣。

因此，通過微流控技術克服現有電容式去離子技術的種種缺點對于凈水技術的大規模集成與實用推廣有著極其重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于微流控溝道系統的海水凈化裝置及其制備方法，該裝置能夠持續、穩定、低能耗、高效能凈化海水，同時又能夠與現有微流控技術相兼容的集成化微流控芯片，進而在改進現有電容式凈水功能器件的基礎上擴大微流控技術的應用范圍。

為了達到上述目的，本發明提供了一種基于微流控溝道系統的海水凈化裝置，該裝置包含：襯底，設置在襯底上的液體溝道，以及設置在液體溝道上用于定義并密封液體溝道的上蓋板。

其中，所述的液體溝道包含：去離子溝道，設置在去離子溝道兩側的電極對，設置在去離子溝道與電極對之間的介質層，以及與去離子溝道相連通的進口溝道和出口溝道。

所述的出口溝道包含：凈水出口溝道，陰離子出口溝道，以及陽離子出口溝道；所述的凈水出口溝道用于凈化后的液體流出；所述的陰離子出口溝道用于富含陰離子的廢液流出；所述的陽離子出口溝道用于富含陽離子的廢液流出。

所述的凈水出口溝道設置在陰離子出口溝道和陽離子出口溝道之間。

所述的介質層覆蓋在電極對的外壁上。

所述的電極對包含正極和負極；所述的正極和負極之間電氣隔離。

所述的正極與所述的陰離子出口溝道相鄰，所述的負極與所述的陽離子出口溝道相鄰。

所述的襯底采用絕緣材料。

所述的介質層采用高介電常數材料，該高介電常數材料包括：硅、五氧化二鉭和二氧化硅中的任意一種或兩種以上。