专利名称：过滤装置和过滤纳米材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤装置，特别涉及一种用于纯化纳米材料的过滤装置以及利用此装置纯化纳米材料的方法。
背景技术：
由于纳米材料的潜在用途，引起国际化学、物理、材料学界的极大关注，人们不断从各个方面探索其合成方法。碳纳米管等纳米材料的制备方法，通常使用化学气相沉积、电弧放电、激光蒸发等，然而，纳米产物的纯度是当前技术的瓶颈。
纯化纳米材料的方法包括化学法及物理法。化学法纯化碳纳米管，即利用氧气或空气，二氧化碳，硝酸，重铬酸钾，固体氧化剂等将碳纳米管产物中的碳纳米颗粒、石墨碎片等杂质进行氧化，控制反应条件可使碳纳米管达到可分离目的，参见《材料导报》，“碳纳米管的纯化”，1999年6月，第13卷，第3期。但是，化学氧化法纯化后的混合物，必须经过一系列物理方法如过滤、色层分离、超声波等方可将碳纳米管和杂质完全分离。
如图1所示，传统过滤纳米材料的装置，包括一过滤器1和一接收器2，该过滤器1具有进料端11和泄液端12，泄液端12上部一段距离处设有一多孔支撑面13，该多孔支撑面13和过滤器1一次成型制成，其间无空隙。一过滤膜3放置在多孔支撑面13上，该过滤膜3由阳极氧化铝材料制成，其与多孔支撑面13直径相同。接收器2具有接收口22和抽气口21，接收口22和泄液端12相连接并通过一密封装置4密封，抽气口21和一抽气装置5连接。
过滤时，将过滤膜3放置在多孔支撑面13上，用水润湿将其密封，打开抽气装置5，将被过滤的纳米材料配成溶液导入过滤器1中，在抽气减压条件下进行过滤，杂质残留到过滤膜3上。该过滤装置结构简单、操作方便。但是，过滤膜3在多孔支撑面13上不易固定，其周边和过滤器内壁之间存在孔隙，密封时过滤膜3易脆性损坏，抽气减压过滤时难免影响过滤效率和过滤质量。故，传统过滤纳米材料的装置尚需进一步改良。
因此，对于现有技术所存在的缺陷，有必要提供一种容易固定过滤膜且密封性良好的过滤纳米材料的装置。
发明内容本发明的目的是提供一种容易固定过滤膜且密封性良好的过滤装置。
本发明的另一目的是提供一种利用上述装置过滤纳米材料的方法。
为实现本发明的第一目的，提供一种过滤装置，其包括一过滤器，该过滤器具有一杯体和一盖体，该杯体具有一杯体开口端和一泄液端，在杯体开口端和一泄液端之间设有至少一支撑面，一过滤膜设置在上述支撑面上，该泄液端和一接收装置相连；该盖体具有一盖体开口端和一进料端；盖体开口端的直径小于杯体开口端的直径，通过杯体和盖体相配合使过滤膜固定在支撑面上。
为实现本发明的另一目的，提供一过滤纳米碳材的方法，其包括步骤提供一过滤装置，该过滤装置包括一过滤器，其具有一杯体和一盖体，该杯体具有一杯体开口端和一泄液端，在杯体开口端和一泄液端之间设有至少一支撑面，一过滤膜，设置在上述支撑面上，该泄液端和一接收装置相连；该盖体具有一盖体开口端和一进料端；盖体开口端的直径小于杯体开口端的直径，通过杯体和盖体相配合使过滤膜固定在支撑面上；润湿过滤膜；将过滤器进行抽气减压；从加料口将被提纯材料溶液注入过滤膜上，搅拌、过滤。
与现有技术相比较，本发明的过滤装置具有以下优点第一，该过滤装置可使过滤膜得到有效固定，具有良好密封效果且不会损伤过滤膜，利于抽气减压过程，提高过滤效率；第二，该过滤装置拆装方便，可更换不同孔径的纳米过滤膜，而得到不同尺寸的产品；此外，容易清洁过滤膜。
图1为传统过滤纳米材料的装置结构示意图。
图2为本发明实施例过滤纳米材料的装置结构示意图。
图3为本发明实施例过滤器结构拆解示意图。
具体实施方式下面将结合附图及实施例对本发明的过滤装置及过滤纳米材料的方法作进一步的详细说明。
如图2和图3所示，本发明实施例的过滤装置为一筒型体，其包括过滤器10，该过滤器10具有盖体100和杯体200。杯体200具有一杯体上开口端211、一杯体下泄液端212和一位于杯体上开口端211和杯体下泄液端212之间的支撑面214，该支撑面214形成有一泄液区域215，其上具有多个泄液孔。一过滤膜30设置在支撑面214上，其材质为阳极氧化铝(Anode AluminumOxide，AAO)，该过滤膜30的面积至少大于泄液区域215的面积，过滤膜30的过滤孔小于泄液区域215的过滤孔。一弹性O型垫圈40设置在过滤膜30的周边，其由弹性塑料材料制成。杯体上开口端211和支撑面214之间的杯体内表面开设有第一螺纹结构213。杯体下泄液端212和一接收器60相连，用来接收过滤后的纳米材料溶液。盖体100具有一进料端111、一盖体下开口端112及一注水口110。该注水口110开设在盖体100的侧壁。盖体下开口端112的外表面开设有和第一螺纹结构相配合的第二螺纹结构113。该盖体下开口端112的直径小于杯体上开口端211的直径，通过杯体200和盖体100螺纹咬合，使弹性O型垫圈40将过滤膜30压紧在支撑面214上形成密封。
上述接收器60具有一接收口611和一抽气口612，一抽气泵70和抽气口612相连，其上设有开关阀(图中未画出)。接收口611和杯体下泄液端212通过一密封装置50锁紧。
过滤时，打开抽气泵70，将过滤器10进行抽气减压，向过滤膜30上喷水，以使过滤膜30紧贴在支撑面214上；从进料端111将待提纯的纳米材料溶液注入过滤膜30上，并不断从注水口110注水进行搅拌，使得纳米材料得到充分过滤。由于该装置通过盖体100和杯体200的螺纹咬合，使弹性O型垫圈40将过滤膜30紧压到支撑面214上形成密封，利于抽气减压过程，提高过滤效率，且可防止泄漏，以得到纯度较高的产品。螺纹配合使得该过滤装置拆卸容易，可更换不同孔径的过滤膜，以得到不同尺寸的产品，易于清洁过滤膜。
本发明过滤装置的杯体和盖体，除通过螺纹咬合，也可通过螺栓、螺钉、卡槽等其它形式将过滤膜30固定在支撑面214上，或直接将盖体100放在杯体200的支撑面214上，由于盖体下开口端112的直径小于杯体上开口端211的直径，靠盖体自身重力或外加压力也可将过滤膜30固定在支撑面214上。
本发明的过滤装置可根据不同要求设置多个支撑面，各支撑面可设置不同孔径的过滤膜，以同时进行粗过滤、半精过滤及精过滤等过程，可得到不同纯度或不同尺寸的纳米材料。
下面结合上述实施例说明本发明过滤纳米材料的方法，其包括步骤首先安装好过滤器10并将过滤膜30固定紧密，连接杯体下泄液212端和接收口611，利用密封装置50将过滤器10和接收器60锁紧；打开抽气泵70进行抽气减压；润湿过滤膜30，以使其紧贴在支撑面214上；从进料端111将待过滤的纳米材料溶液注入过滤膜30上；并不断从注水口110注水进行搅拌，使得纳米材料充分过滤。由于所用过滤装置具有良好气密性，且伴随抽气减压过程，可提高过滤效率。
本发明的过滤装置主要用于纳米材料的纯化，与现有技术相比其优点在于第一，该过滤装置可使过滤膜紧密固定在支撑面上，具有良好密封效果且不会损伤过滤膜，利于抽气减压过程，提高过滤效率；第二，该过滤装置拆装方便，可更换不同孔径的过滤膜，而得到不同尺寸的产品；此外，易于清洁过滤膜。
权利要求
1.一种过滤装置，其包括一过滤器，其具有杯体和盖体，该杯体具有一杯体开口端及一泄液端，在该杯体开口端和泄液端之间设置至少一支撑面；该盖体具有一盖体开口端及一进料端；一过滤膜，其设在上述支撑面上；其特征在于，盖体开口端的直径小于杯体开口端的直径，通过盖体和杯体相配合使过滤膜固定在支撑面上。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该过滤膜材质为氧化铝。
3.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该过滤装置还包括一密封垫圈，其设置在过滤膜的周边。
4.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该支撑面具有多个泄液孔。
5.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该杯体和盖体通过螺纹，螺栓，螺钉，卡槽或直接配合将过滤膜固定。
6.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该盖体侧壁开设有一注水孔。
7.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，该过滤装置还包括一接收装置，其与杯体的泄液端相连。
8.如权利要求1或7所述的过滤装置，其特征在于，该接收装置连有一抽气装置。
9.一种过滤纳米材料的方法，其包括步骤提供一过滤装置，该过滤装置包括一过滤器，其具有一杯体及一盖体，该杯体具有一开口端及一泄液端，在该杯体开口端和泄液端之间设置至少一支撑面，该盖体具有一开口端和一进料端，一过滤膜设置在上述支撑面上，一接收装置，和杯体的泄液端相连；盖体开口端的直径小于杯体开口端的直径，通过盖体和杯体相配合使过滤膜固定在支撑面上；将过滤器进行抽气减压；润湿过滤膜，使其紧贴在支撑面上；从进料端将被纯化的纳米材料溶液注入过滤膜上，搅拌、过滤。
10.如权利要求9所述的过滤纳米材料的方法，其特征在于，该搅拌是通过向过滤膜上不断注水而进行。
全文摘要
本发明涉及一种过滤装置及过滤纳米材料的方法。该过滤装置包括一过滤器，其具有一杯体和一盖体，该杯体具有一杯体开口端和一泄液端，在杯体开口端和泄液端之间至少设一支撑面，一过滤膜设在该支撑面上，该泄液端和一接收装置相连，上述盖体具有一盖体开口端和一进料端；盖体开口端的直径小于杯体开口端的直径，通过杯体开口端和盖体开口端相配合使过滤膜固定在支撑面上。本发明还提供一种过滤纳米材料的方法。
文档编号B01D29/00GK1778450SQ200410052539
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月26日 优先权日2004年11月26日
发明者林国隆 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司