[發明專利]分支孔數為10的新型樹型納米級圓柱孔濾膜

在審

• 申請號: 201810431634.0
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108579428A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張永斌;袁虹娣
• 申請（專利權）人: 袁虹娣
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D69/00;B01D69/06;B01D71/02;B01D17/00
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1.一種分支孔數為10的新型樹型納米級圓柱孔濾膜，其特征在于：在一層固體材料(1)里制造有許多個均勻分布的樹狀結構的通孔，每個樹狀結構的通孔包括一個主干孔(2)和十個分支孔即分支孔(3)、分支孔(4)、分支孔(5)、分支孔(6)、分支孔(7)、分支孔(8)、分支孔(9)、分支孔(10)、分支孔(11)和分支孔(12)，這十個分支孔均與主干孔(2)相互平行且均與主干孔(2)完全連通，主干孔(2)和這十個分支孔均為圓柱孔，主干孔(2)的表面材料和這十個分支孔的表面材料均相同，各分支孔均為濾孔，各分支孔半徑均為R_b，1，各分支孔長度均為l₁，各分支孔直徑2R_b，1處于納米量級，根據過濾要求確定，各分支孔長度l₁盡可能小以減小濾孔的流動阻力，l₁的值根據濾孔強度要求確定，主干孔(2)的半徑R_b，2比它的分支孔半徑R_b，1更大，主干孔(2)和它的十個分支孔形成的樹狀結構的通孔在固體材料(1)的厚度方向貫穿固體材料(1)，主干孔(2)用于減小被過濾液體在固體材料(1)里的流動阻力、增大固體材料(1)的滲透能力，固體材料(1)的厚度l根據固體材料(1)的機械強度要求確定，該層固體材料(1)即為濾膜。

2.如權利要求1所述的一種分支孔數為10的新型樹型納米級圓柱孔濾膜，其特征在于：主干孔(2)半徑R_b，2根據它的分支孔半徑R_b，1通過下式計算確定：

這里，λ₀＝l₁/l，l為固體材料(1)的厚度即濾膜的厚度，R_eq＝c₁R_b，1，R_cr為使流過濾孔的液體成為連續介質的孔的臨界半徑；c₁的取值根據流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度來定，對于流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度為弱的情形，c₁的取值范圍為：1.59～1.95，c₁的優選值為1.77；對于流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度為中等水平的情形，c₁的取值范圍為：1.49～1.82，c₁的優選值為1.65；對于流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度為強的情形，c₁的取值范圍為：1.28～1.56，c₁的優選值為1.42；這里，流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度為弱的情形指使流過濾孔的液體在濾孔的徑向成為連續介質的臨界濾孔直徑不大于10nm的情形，流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度為中等水平的情形指使流過濾孔的液體在濾孔的徑向成為連續介質的臨界濾孔直徑大于10nm且小于30nm的情形，流過濾孔的液體與濾孔表面的相互作用強度為強的情形指使流過濾孔的液體在濾孔的徑向成為連續介質的臨界濾孔直徑不小于30nm的情形；ρ為環境溫度和壓力下流過濾孔的液體的體相密度，為流過濾孔的液體在半徑為R_eq的孔的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流過濾孔的液體的體相粘度，為流過濾孔的液體在半徑為R_eq的孔的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在半徑為R_eq的孔的半徑方向呈現的非連續介質效應的參數。

3.如權利要求1所述的一種分支孔數為10的新型樹型納米級圓柱孔濾膜，其特征在于：分支孔(3)、分支孔(4)、分支孔(5)、分支孔(6)、分支孔(7)、分支孔(8)、分支孔(9)、分支孔(10)、分支孔(11)和分支孔(12)均勻分布在固體材料(1)的表面的一個圓周上，該圓周的半徑為R_d，相鄰分支孔在該圓周上的間距為Δ₁，Δ₁與R_b，1的比值取值范圍為：k_s＝Δ₁/R_b，1＝0.05～0.5，R_d與R_b，1的比值為：R_d/R_b，1＝(10+5k_s)/π。