[发明专利]一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法及油水分离器

权利要求书

1.一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：

步骤1：将具有阵列通孔的AAO薄膜(2)转移至目标硅基板油水分离薄膜(1)上表面；

步骤2：在覆有AAO薄膜(2)的硅基板油水分离薄膜(1)的上表面进行金属沉积，使金属沉积于AAO薄膜(2)的阵列通孔内，形成沉积金属颗粒(31)；

步骤3：去除硅基板油水分离薄膜(1)上表面的AAO薄膜(2)，得到上表面具有沉积金属颗粒(31)阵列的硅基板油水分离薄膜(1)；

步骤4：将双氧水和氢氟酸混合配置成刻蚀液体(4)；

步骤5：对步骤3中得到的上表面具有沉积金属颗粒(31)阵列的硅基板油水分离薄膜(1)进行刻蚀处理，得到具有硅纳米孔阵列的硅基板油水分离薄膜(1)，即为硅纳米孔油水分离薄膜，其中，硅纳米孔(10)垂直于硅基板油水分离薄膜(1)的上表面。

2.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1所述的硅基板油水分离薄膜(1)为N型100晶向硅片，硅基板油水分离薄膜(1)的厚度为0.1~10mm。

3.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，AAO薄膜(2)为超薄可转移型薄膜，薄膜上有阵列通孔，AAO薄膜(2)厚度为20nm~800μm，通孔孔径为20nm~3μm，薄膜厚度和薄膜通孔直径比为1:3或1:6。

4.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的将AAO薄膜(2)转移到硅基板油水分离薄膜(1)上表面的转移方法是直接将AAO薄膜(2)直接固定在硅基板油水分离薄膜(1)上表面，或在丙酮溶液中将AAO薄膜(2)转移到硅基板油水分离薄膜(1)上表面。

5.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的金属沉积的工艺为溅射镀膜、真空蒸镀、离子镀膜，电弧等离子体镀以及分子束外延其中一种；所述金属为银或金，且金属沉积的厚度为10nm~40nm。

6.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的金属沉积工艺为溅射镀膜工艺，溅射系统的本底真空度为6×10^-5Pa~9×10^-5Pa，射频溅射功率为30W~100W，溅射时间为10s~60s。

7.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3所述的去除硅基板油水分离薄膜(1)上表面的AAO薄膜(2)的方法是用胶带粘除或放入磷酸溶液中反应去除。

8.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3所述的去除硅基板油水分离薄膜(1)上表面的AAO薄膜(2)的方法是放入磷酸溶液中反应去除，去除后再用氮气对硅基板油水分离薄膜(1)进行干燥，其中磷酸溶液浓度为2%~15%，溶液温度为30℃，反应时间为50min~2h。

9.根据权利要求1所述的一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，其特征在于，步骤4中刻蚀液体(4)由氟化氢HF和双氧水H₂O₂混合配制而成，刻蚀液体(4)的质量配比为

=[质量_HF/(质量_HF+质量_H2O2)]×100%，氟化氢HF的质量占刻蚀液体4质量的百分比范围为30%~90%。

10.一种油水分离器，其特征在于，包括硬质网膜(6)和如权利要求1~9中任一项所述方法制备的硅纳米孔油水分离薄膜(8)，所述硅纳米孔油水分离薄膜(8)固定布置在硬质网膜(6)的下方且与硬质网膜(6)之间有间隙，所述硅纳米孔油水分离薄膜(8)底部安装有电加热器(9)。