[发明专利]流体处理装置及其制备方法

说明书

技术领域

本申请具体涉及一种对含有颗粒物的流体进行净化处理的装置及其制备方法。

背景技术

在日常的生活、工作中，人们对于去除流体中的颗粒而使流体得以净化有着广泛的需求。例如，针对低质量的空气，需去除其中的粉尘、微小颗粒等，以保障人体的健康。又例如，针对水、油(食用油、汽油、柴油等)，需去除其中的颗粒物，以实现水、油的纯化。再例如，针对生物医药等领域，需去除或筛选血液和体液中的细胞、病毒、细菌等。

传统的流体处理装置(例如口罩、空气净化器等)大多存在通量低、体积大、使用寿命短等缺陷，且对于流体中细微颗粒的清除效果低下。

近年来，随着微纳米加工技术的发展，研究人员又提出了一些基于多孔薄膜的流体处理设备，即，通过在薄膜上刻蚀(腐蚀)出微米或纳米级的众多孔洞，使其可以应用于清除流体中的颗粒，尤其是微小颗粒，其尺寸能精准控制。但是这种装置存在通量与机械强度间的矛盾，通量大的，往往机械结构脆弱，而机械强度大的，通量又很小。这是由于其加工技术的限制，若孔洞越小，则薄膜厚度就需要越薄，这也使得多孔薄膜的机械支撑性能进一步劣化，无法适应恶劣环境，且使用寿命亦非常有限，所以迄今为止还不能实用化。

当前还有研究人员利用牺牲层技术，实现了包含横向流道的流体处理装置(参阅图1所示)，这些横向流道的孔径可以被控制在数个纳米，因此利于清除流体中的细微颗粒，但其通量过小。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种改良的流体处理装置及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本申请采用的技术方案包括：

本申请实施例提供了一种流体处理装置，其包括：

具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面的第一区域内；

流体阻挡部，具有与所述基体的第一表面相对设置的第二表面，用于阻止待处理流体直接进入所述第一流体通道的流体入口；

分布于所述基体的第一表面的第二区域内的、且彼此间隔的复数根竖直纳米线状体，所述基体的第一表面的第二区域环绕所述第一区域设置，所述纳米线状体的两端分别与所述基体的第一表面及所述流体阻挡部的第二表面固定连接，其中相邻纳米线状体之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，从而使所述复数根纳米线状体、流体阻挡部与基体之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。

本申请实施例还提供了一种制备流体处理装置的方法，其包括：

提供具有第一表面和与该第一表面相背对的第三表面的衬底；

在所述衬底的第一表面上生长形成彼此间隔的复数根竖直纳米线状体，其中相邻纳米线状体之间的距离大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径；

在所述衬底的第一表面上设置具有与所述衬底的第一表面相对设置的第二表面的流体阻挡部，并至少使分布在所述衬底的第一表面的第二区域内的复数根纳米线状体与所述流体阻挡部的第二表面固定连接；

对所述衬底的第三表面进行加工，形成贯穿所述衬底的第一流体通道，所述第一流体通道的流体入口分布于所述衬底的第一表面的第一区域内，所述衬底的第一表面的第二区域环绕所述第一区域设置，使分布在所述衬底的第一表面的第二区域内的复数根纳米线状体、流体阻挡部与衬底之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。

较之现有技术，本申请提供的流体处理装置至少具有通量大、流阻小、能高效清除流体中微/纳米级颗粒等特点，还可采用较厚的基体，机械强度高，可以清洗及多次使用，使用寿命长，且制备工艺简单可控，适于规模化大批量制备。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种包含横向流道的流体处理装置的剖视图；

图2为本申请第一实施例中一种流体处理装置的剖视图；

图3a-图3e为本申请一些典型实施方案中一种流体处理装置中纳米线状体的横向截面图；

图4a-图4c为本申请一些典型实施方案中一种流体处理装置中纳米线状体的排布示意图；