[發明專利]用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜

在審

• 申請號: 201711121613.0
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108187495A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 張永斌;袁虹娣
• 申請（專利權）人: 袁虹娣
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D71/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：在一層固體材料的兩側開有兩個相通的圓柱孔，這兩圓柱孔表面物理吸附特性相同，待分離的液體混合物中的一種液體與這兩圓柱孔表面間的物理吸附弱，液體混合物中的其余液體與這兩圓柱孔表面間的物理吸附強，這里的液體與圓柱孔表面間強物理吸附指使圓柱孔中液體流動成為連續介質流動的臨界圓柱孔直徑不小于30nm的液體與圓柱孔表面間的物理吸附，這里的液體與圓柱孔表面間弱物理吸附指使圓柱孔中液體流動成為連續介質流動的臨界圓柱孔直徑不大于10nm的液體與圓柱孔表面間的物理吸附；在這兩圓柱孔中，孔徑較小的圓柱孔為濾孔，該濾孔的長度為l₀，l₀的值根據濾孔的強度要求確定，濾孔的直徑為2R₀，濾孔的半徑為R₀，濾孔半徑R₀的取值范圍為(0.1～0.2)R_cr，這里R_cr為使與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體成為連續介質流動所需的臨界圓柱孔半徑；孔徑較大的圓柱孔為減阻孔，減阻孔的長度為l₁，l₁的值根據濾膜的機械強度要求確定，減阻孔的半徑為R₁，這里R₁≥R₀，減阻孔半徑R₁根據使濾膜對于液體混合物中與兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的那種液體達到最大滲透能力這一要求確定；圓柱孔在該固體材料表面呈均勻分布，該層固體材料即為濾膜。

2.如權利要求1所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：減阻孔與濾孔同心，減阻孔與濾孔的同心度公差不大于濾孔半徑R₀的十分之一。

3.如權利要求1所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：減阻孔的半徑R₁由下式確定，以使濾膜對于液體混合物中與兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的那種液體達到最大滲透能力：

其中，λ₀＝l₀/l，l為濾膜的厚度，l＝l₀+l₁，l₁為減阻孔(軸向)長度即減阻孔深度，R_cr為使與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體成為連續介質流動所需的臨界圓柱孔半徑，ρ為環境溫度和壓力下與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體的體相密度，為流過濾孔的液體即與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體在濾孔半徑方向的平均密度，這個平均密度與有關，η為環境溫度和壓力下與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體的體相粘度，為流過濾孔的液體即與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體在濾孔半徑方向的等效粘度，這個等效粘度與有關，為描述流過濾孔的液體即與這兩圓柱孔表面間物理吸附最弱的液體混合物中的那種液體在濾孔半徑方向呈現的非連續介質效應的參數，也與有關。

4.如權利要求1-3任一項所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：濾孔表面和減阻孔表面涂覆涂層或不涂覆涂層。

5.如權利要求4所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：濾孔表面和減阻孔表面涂層材料為塑膠。

6.如權利要求1-5任一項所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：濾膜采用平面或曲面濾膜。

7.如權利要求1-5任一項所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：濾膜的厚度處處相同或不相同。

8.如權利要求1-5任一項所述的用于液體-液體分離的納米級雙圓柱孔濾膜，其特征在于：濾膜由二氧化硅或石墨烯制造而成。