[發明專利]復合納米多孔金屬膜

在審

• 申請號: 201911283909.1
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111318177A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: R·澤勒
• 申請（專利權）人: 恩特格里斯公司
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;B01D46/54;B01D53/22
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 李婷

本發明提供一種復合納米多孔金屬膜、其制備方法和使用其過濾超臨界CO₂的方法。制備方法一般包含：a)提供燒結粗糙多孔層；b)向粗糙多孔層的外側面施加第二金屬粒子；c)燒結以形成包括粗糙和中間層的結構；d)施加第三金屬粒子的懸浮液；e)干燥第三粒子的懸浮液；f)按壓第三粒子的干燥層；以及g)燒結以形成復合納米多孔金屬膜。復合納米多孔金屬膜一般包含：a)燒結粗糙層；b)中間層，其包括在燒結到粗糙層的燒結結構中接合的第一金屬粒子和第二金屬粒子；以及c)精細層，其包括在燒結到中間層的燒結結構中接合的第三金屬粒子。

技術領域

本發明涉及復合納米多孔金屬膜、其制造方法和使用復合納米多孔金屬膜過濾流體(如超臨界二氧化碳(CO₂))的方法。

背景技術

二氧化碳(CO₂)在高于其臨界溫度(31.10℃，87.98℉，304.25K)和臨界壓力(7.39MPa，72.9atm，1,071psi，73.9巴)的溫度和壓力下作為超臨界流體存在。超臨界二氧化碳在工業中有許多用途，包含清潔和溶劑萃取應用。在一些應用中，超臨界二氧化碳可用于電子和半導體制造行業，這需要極高的清潔度和材料純度。在一個所述應用中，超臨界二氧化碳可用于從半導體晶片去除光阻。在一個方面中，在半導體制造行業中使用的工藝流體的純度通過過濾以去除污染物來維持。然而，用于運輸、純化和施加超臨界二氧化碳的設備必須足夠穩固以承受維持超臨界狀態中的二氧化碳所需的溫度和壓力。

適用作過濾器的多孔材料可通過模制和燒結含有纖維、樹突狀或球形前體粒子的粉末來獲得。當前高效的全金屬氣體過濾器一般具有2個類別。第一個類別為由精細金屬粉末制成的過濾器，所述精細金屬粉末一般小于20微米且通常為1微米到3微米。實例為英特格(Entegris)產品線的氣體過濾器或莫特(Mott)產品線的過濾器。第二個類別為由小直徑金屬纖維制成的過濾器，所述小直徑金屬纖維是直徑為5微米或更小的纖維。此類別的實例為帕爾(Pall)產品線的過濾器和莫特“Defender”過濾器。

目前，可供與超臨界CO₂一起使用的足夠穩固的過濾器包含英特格產品線的過濾器。圖3為包含具有不同標稱孔徑的四個過濾器(標記為“比較實例A-D”)的數據的圖式。圖3圖示針對泡點(反映始終較小的孔徑且因此較大過濾器選擇率的量度)的滲透性(每單位面積的流量)。可看出，在這些目前可用的過濾器中，這兩個所要特征之間存在平衡點。

存在對供與超臨界CO₂一起使用的足夠穩固的過濾器材料(其可提供增加的滲透性和增加的泡點兩者)的需求。

發明內容