[发明专利]一种毒气吸附装置及其制备方法

说明书

本申请涉及毒气吸附的技术领域，尤其涉及一种毒气吸附装置及其制备方法。本申请第一方面提供了一种毒气吸附装置，所述装置包括：硅晶片；纳米凹槽，所述纳米凹槽设置在所述硅晶片的正面，所述纳米凹槽的凹陷深度为2‑8nm，所述纳米凹槽的直径为2～3μm；玻璃基片，所述硅晶片的背面键合在所述玻璃基片上。本申请提供了一种毒气吸附装置及其制备方法，使得能同时吸附多种有毒气体，且能重复使用。

技术领域

本申请涉及毒气吸附的技术领域，尤其涉及一种毒气吸附装置及其制备方法。

背景技术

毒气为在常温常压下呈气态或极易挥发的对生物体有害的有毒气体。毒气有自然界产生和人工制造两种；人工制造的毒气一般来源于工业污染，煤和石油的燃烧及生物材料的腐败分解产生的气体。人工制造的毒气对呼吸道有刺激作用，亦易吸入中毒，人工制造的毒气一般包括氨、臭氧、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢及光化学烟雾等。例如：一氧化碳(CO)是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物，是一种无色、无臭、无刺激性的有毒气体。二氧化氮(nitrogen dioxide)，化学式NO₂。高温下棕红色有毒气体。在常温下(0～21.5℃)二氧化氮与四氧化二氮混合而共存，是有毒，有刺激性的有毒气体。甲醛为无色有刺激性气体，化学式HCHO或CH₂O，是无色，对人眼、鼻等有刺激作用。

现有一般对毒气采用物理吸附和化学吸附的方式进行吸附消除，物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力，这是最常见的一种吸附表象，它的特点是被吸附物的分子不是附着在吸附剂外表固定点上，而稍能在介面上作自在挪动。因为吸附是分子力导致的，吸附热较小，因此，不需求活化能，在低温条件下即可进行。这种吸附是可逆的，在吸附的一起被吸附的分子由子热运动还会脱离固体外表，这种表象称为解吸。物理吸附可构成单分子吸附层或多分子吸附层，因为分子间力是普遍存在的，所以一种吸附剂可吸附多种物质，但因为吸附质(溶质)性质不一样，吸附的量也有所不一样。这种吸附表象与吸附剂的外表积、细孔散布有密切关系。使用物理吸附方式吸附毒气一般使用活性炭。活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料，活性炭的内部形成无数类似分子筛的孔，由于孔内部是一个静电极不平衡的场所，通过表面作用造成静电不均衡，所以有强大的吸附力。化学吸附是吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场，表面上的原子往往还有剩余的成键能力，当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键的吸附作用。化学吸附的吸附剂和吸附质(溶质)之间靠化学键的效果，发生化学反应，使吸附剂与吸附质(溶质)之间结实的联络在一起。因为化学反应需求很多的活化能，通常需求在较高温度下进行，吸附热较大。因此，化学吸附是一种选择性吸附，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附效果。由于化学吸附是靠吸附剂和吸附质直接的化学键力进行的，所以化学吸附仅能构成单分于层，吸附是比较稳定的，不易解吸，化学吸附与吸附剂的外表化学性质直接有关，与吸附质的化学性质有关。

但是，现有的物理吸附，如活性炭等物理吸附的作用对象为气态的有毒物质，毒气自身能量比较高，一旦物理吸附的条件发生变化，毒气很容易解吸而逸出。现有的化学吸附由于发生了化学反应，产生的产物具有不环保或者不清洁的特点，且大部分的化学吸附的吸附剂不能重复利用，化学吸附的吸附对象为单一物质，无法同时吸附多种有毒物质。

发明内容

本申请提供了一种毒气吸附装置及其制备方法，使得能同时吸附多种有毒气体，且能重复使用。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种毒气吸附装置，所述装置包括：

硅晶片；

纳米凹槽，所述纳米凹槽设置在所述硅晶片的正面，所述纳米凹槽的凹陷深度为2-8nm，所述纳米凹槽的直径为2～3μm；

玻璃基片，所述硅晶片的背面键合在所述玻璃基片上。