[发明专利]一种过滤装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种纳米材料过滤装置及其制造方法。该过滤装置包括纳米材料容器，过滤膜，纳米材料废料容器。过滤膜置于纳米容器与纳米废料容器之间，废料容器上有另外的出口以造成容器内外的压力差，从而促进纳米材料溶液及杂质进入废料容器。过滤膜上有纳米尺度的非对称结构，仅允许液体及极小尺寸颗粒通过，而留下适当的纳米材料，从而完成过滤。

技术领域

本发明涉及一种过滤装置及其制造方法，尤其涉及一种用于纳米材料过滤提纯或者类似系统及其制造方法。

背景技术

经由化学等方法处理得到的纳米材料从溶液中分离提纯是纳米材料应用中必不可少的步骤。目前一般采用离心机提纯的方式，去掉液体中多余的表面活性剂等杂质。但是离心处理需要用离心机，而且单次处理的数量少，时间长，所以效率低，综合成本高，不适合大批量工业生产。本发明提供了一种低成本大批量提纯纳米材料的过滤装置及其制造方法。

发明内容

本发明涉及一种过滤装置及其制造方法，该过滤装置包括一种纳米材料过滤装置，包括纳米材料容器、过滤膜、废料容器等，纳米材料容器可以是开放式容器，可以是形如漏斗类容器。过滤膜置于纳米材料容器与废料容器之间，容器与过滤膜之间采用密封、加固连接的辅助器材。废料容器上包括一个连接过滤膜的接口，一个连接抽气系统的接口。过滤膜上的过滤孔中有非对称结构，在入口处孔径小，入口直径可以是1nm-100nm，从而隔绝纳米材料进入过滤器；在过滤孔其他部分孔径大，过滤孔直径可以是100-1000nm，从而有利于液体的流通。过滤膜的材料可以是刚性或者是柔性的。可以包括但是不限于金属、半导体、硅、氧化铝、塑料、有机聚合物等等，也可以是多种材料按照不同方式的组合。过滤膜的制造可以是一次成型，也可以是首先取得大孔径薄膜，然后对其中一侧处理成为非对称结构。处理方法可以包括但是不限于磁控溅射、电子束蒸发、热蒸发等。

外界可以通过连接抽气系统的接口与过滤装置相连，在外界抽气时，废料容器内气压降低，从而促进纳米材料容器中的液体进入纳米废料容器。该过滤装置，在生产过程中可以与离心机等广泛应用的纳米材料提纯、过滤装置等结合使用，用于不同纯度、不同纳米粒子，不同杂质的处理。

本发明一个实施例中，通过磁控溅射技术在在已成型的具有300nm的孔径的薄膜上形成10nm的孔径口。本发明另一个实施例中，通过热蒸发技术在在已成型的具有300nm的孔径的薄膜上形成15nm的孔径口。

本发明另一个实施例提供了一种制造纳米材料装置的方法。该方法包括安装废料容器；在废料容器一端接入抽气系统，一端上安装过滤膜，在过滤膜上放置纳米材料原料容器。

发明实施方式

本发明的具体实施方式如下，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所做出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

经由化学等方法处理得到的纳米材料从溶液中分离提纯，以去除液体中多余的反应物、表面活性剂等杂质是纳米材料应用中重要的步骤。目前一般采用离心机提纯的方式去掉。但是离心处理需要用离心机，而且单次处理的数量少，时间长，所以效率低，综合成本高，不适合大批量工业生产。

也可以通过薄膜过滤器来处理，然而对于尺度为纳米级的材料，需要纳米级的过滤孔，如果孔径过大，不能够达到过滤的效果，孔径小的情况下，如果过滤孔过长则容易堵塞，如果过滤孔过短，则薄膜厚度过小，不宜支撑，容易损坏，有诸多缺点。