一种内压式核孔平板膜过滤膜组的制作方法

1.本实用新型涉及过滤组件技术领域，尤其涉及一种内压式核孔平板膜过滤膜组。


背景技术：

2.一维纳米线是一种在横向上被限制在100纳米以下的一维结构。根据组成的不同，一维纳米线可分为金属纳米线、半导体纳米线以及绝缘体纳米线。
3.现有技术中，对一维纳米线例如银纳米线进行提纯的方法主要有离心分离法或者有机溶剂沉淀法。其中，离心分离法耗时、耗能，降低产率，且分离效果差。而有机溶剂沉淀法一般通过在银纳米线合成液中加入丙酮、乙酸乙酯、石油醚等聚乙烯吡咯烷酮不良溶剂，通过控制pvp的不良溶剂的添加量使得体积较大的银纳米线表面的pvp沉淀，丧失分散银纳米线的作用，使得银纳米线析出沉降，而体积较小的银纳米颗粒表面仍残留pvp继续分散不沉淀，从而使得银纳米线和银纳米颗粒分开，达到提纯的目的。但是，有机溶剂沉淀法具有如下缺点：有机溶剂成本较高；大部分有机溶剂易燃易致毒且采购储存受限；有机溶剂对人体和环境的危害较大；使用后的废液难处理，且处理成本较高。
4.过滤法是一种直观的分离方法，可以得到纳米颗粒、短棒较少的银纳米线。公开号为cn112605380a的中国专利公开了一种银纳米线的过滤提纯方法，首先用乙醇稀释银纳米线母液得到预分散液，对所述预分散液加热至液体粘度小于或等于1.2mpa
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s；再采用有机滤膜在常压下过滤加热后的所述预分散液，收集有机滤膜上的固体产物并用乙醇分散，得到银纳米线分散液；其中，所使用的有机滤膜为普通的聚丙烯、尼龙、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚醚砜滤膜。这类普通的有机滤膜在过滤银纳米线时，容易产生堵塞，导致过滤效果极差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种内压式核孔平板膜过滤膜组，以解决现有的滤膜对于一维纳米线过滤效果不佳的问题。
6.本实用新型提供了一种内压式核孔平板膜过滤膜组，述核孔平板膜过滤膜组包括壳体，所述壳体内插装有一组或多组平行排布的平板膜，且所述平板膜为核孔平板膜；所述壳体一侧设有进水口，另一侧设有出水口；所述核孔平板膜上设置有进水孔和出水孔，所述进水孔和出水孔通过管路分别连接到所述进水口和出水口上；所述壳体上还设置有滤液排水口。
7.进一步地，所述进水口处设置有一进水管，所述出水口处设置有一出水管，所述进水孔和出水孔通过管路分别连接到所述进水管和出水管上。
8.进一步地，所述核孔平板膜包括一平板膜片，所述进水孔和出水孔分别排布于所述平板膜片的两端面上，所述平板膜片上开设有一系列相互交叉贯通的导流凹槽网络，所述进水孔与出水孔通过所述导流凹槽网络连通；所述导流凹槽网络的表面密封封装有一层核孔过滤膜。
9.本实用新型中，所述平板膜为内进水式平板膜，水流从平板膜片一侧的进水孔中进入内部的导流凹槽网络，再从另一侧的出水孔中流出。杂质从核孔过滤膜的膜孔中透出，最终从壳体上的滤液排水口排出。
10.进一步地，所述进水孔与出水孔间隔5～10cm排布于所述平板膜片的两端面上。
11.进一步地，所述核孔平板膜的过滤精度为0.1～10μm。
12.进一步地，所述核孔平板膜过滤膜组用于过滤提纯一维纳米线。
13.进一步地，所述一维纳米线包括纳米银线。
14.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
15.1.本实用新型的内压式核孔平板膜过滤膜组，采用核孔平板膜替代了传统膜过滤使用的管式以及中空纤维膜，和现有的管式以及中空纤维膜不同，核孔膜本身孔径大小均一且为均质贯通膜孔，不存在卡线堵塞的情况，错流效率高、通量大、损失小。
16.2.本实用新型的内压式核孔平板膜过滤膜组，设计成内进水的方式，其核孔平板膜包括平板膜片，平板膜片的两端面上设置进水孔和出水孔，进水孔和出水孔通过平板膜片上开设的一系列相互交叉贯通的导流凹槽网络连通，且导流凹槽网络的表面密封封装有一层核孔过滤膜。采用这种内进水的方式，水流从平板膜片的一侧进水孔中进入内部的导流凹槽网络，再从另一侧的出水孔中流出。杂质从核孔过滤膜的核孔过滤膜膜孔中透出，最终从壳体上的滤液排水口排出，从而更有利于银纳米线径向流动，减小堵孔的几率，提高过滤效率，滤除杂质的效率更高。
17.3.本实用新型的内压式核孔平板膜过滤膜组，可适用于各类一维纳米线(如银纳米线)的过滤提纯，既高效，又无ehs风险，且成本低。
附图说明
18.图1为本实用新型一实施例中的内压式核孔平板膜过滤膜组的俯视示意图；
19.图2是核孔平板膜的结构示意图；
20.图3是核孔平板膜的内部结构示意图；
21.其中：1、壳体；2、进水管；3、出水管；4、核孔平板膜；41、平板膜片；42、导流凹槽网络；5、管路；6、滤液排水口；7、进水孔；8、出水孔。
具体实施方式
22.如背景技术所述，目前，使用普通的微孔滤膜对一维纳米线进行过滤提纯时，过滤效果极差，基本无过滤效果。这是因为普通的微孔滤膜中，微孔结构均为海绵状迷宫结构，过滤机理为“深层过滤”。这种海绵状迷宫结构极易被一维纳米线堵塞，从而导致对一维纳米线的过滤效果差。
23.为了解决这一技术问题，本实用新型提供了一种内压式核孔平板膜过滤膜组，述核孔平板膜过滤膜组包括壳体1，所述壳体1内插装有一组或多组平行排布的平板膜，且所述平板膜为核孔平板膜4；所述壳体1一侧设有进水口，另一侧设有出水口；所述核孔平板膜4上设置有进水孔7和出水孔8，所述进水孔7和出水孔8通过管路5分别连接到所述进水口和出水口上；所述壳体上设置有滤液排水口6。
24.核孔膜是利用核反应堆中的热中子使铀-235裂变，裂变产生的碎片穿透有机高分
塑料薄膜，从而在裂变碎片经过的路径上留下一条狭窄的辐照损伤通道。这种通道经氧化后，采用适当的化学试剂蚀刻，即可把薄膜上的通道变成圆柱状微孔。控制核反应堆的辐照条件和蚀刻条件，就可以得到不同孔密度和孔径的核孔膜。
25.本实用新型中，使用这种核孔膜做成平板滤膜(限制于核孔膜的工艺只能做成平板膜，无法做成中空纤维)，滤膜内部有很多细小通道，通过控制进水流量及压力，使得一维纳米线和杂质的混合溶液在平板滤膜内部成线性流动，依靠径向错流过滤的原理使得杂质从膜孔中滤除。与普通微孔滤膜不同，核孔膜本身孔径大小均一且为均质贯通膜孔，不存在卡线堵塞的情况，错流效率高、通量大、损失小，对于一维纳米线具有良好的过滤效果。
26.请参见图3，所述核孔平板膜4包括一平板膜片41，所述进水孔7和出水孔8分别排布于所述平板膜片41的两端面上，所述平板膜片41上开设有一系列相互交叉贯通的导流凹槽网络42，所述进水孔7与出水孔8通过所述导流凹槽网络42连通；所述导流凹槽网络42的表面密封封装有一层核孔过滤膜。优选地，所述进水孔7与出水孔8间隔5～10cm排布于所述平板膜片41的两端面上。
27.本实用新型中，所述平板膜为内进水式平板膜，水流从平板膜片41的一侧进水孔7中进入内部的导流凹槽网络42，再从另一侧的出水孔8中流出；杂质从核孔过滤膜上的核孔中透出，最终从壳体1上的滤液排水口6排出。
28.另外，本实用新型的核孔平板膜过滤膜组，设计成内进水的方式(即内压式)，更有利于银纳米线混合液和核孔膜表面接触，滤除杂质的效率更高。
29.优选地，所述进水口处设置有一进水管2，所述出水口处设置有一出水管3，所述进水孔7和出水孔8通过管路5分别连接到所述进水管2和出水管3上。
30.本实用新型中，所述核孔平板膜4的过滤精度为0.1-10μm。
31.本实用新型中，所述核孔平板膜过滤膜组用于过滤提纯各类一维纳米线，包括但不限于纳米银线。
32.综上，本实用新型的内压式核孔平板膜过滤膜组，采用核孔平板膜替代了传统膜过滤使用的管式以及中空纤维膜，和现有的管式以及中空纤维膜不同，核孔膜本身孔径大小均一且为均质贯通膜孔，不存在卡线堵塞的情况，错流效率高、通量大、损失小。另外，本实用新型的内压式核孔平板膜过滤膜组，设计成内进水的方式，更有利于银纳米线混合液和核孔膜表面接触，滤除杂质的效率更高。
33.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。