[发明专利]一种细颗粒物过滤结构及其制备方法

权利要求书

1.一种多层PM2.5过滤结构，其特征在于：所述PM2.5过滤结构包括若干微小颗粒过滤结构层（1301）和若干聚合物层（1302），每2层所述微小颗粒过滤结构层（1301）之间键合一层所述聚合物层（1302）；

所述微小颗粒过滤结构层包括一基底（101），所述基底（101）上设有贯通其上端面和下端面的空气流通腔体（701）；所述基底（101）的上端面上设有一镂空结构层（102），所述镂空结构层（102）包括设于其内的若干微米孔洞（201），且所述微米孔洞（201）贯通所述镂空结构层（102）与所述空气流通腔体（701）相连通；所述镂空结构层（102）上于所述微米孔洞（201）的上部设有横向纳米纤维体（401）；所述镂空结构层（102）上设有纵向纳米纤维体（801），且所述纵向纳米纤维体（801）覆盖住所述横向纳米纤维体（401）；

所述聚合物层（1302）包括一聚合物材料体（1001），所述聚合物材料体（1001）上设有贯通其上端面和下端面的贯通孔洞（1101）；所述聚合物材料体（1001）的上端面和下端面上均设有粘附层（1201），所述聚合物材料体（1001）通过所述粘附层（1201）分别与相邻所述微小颗粒过滤结构层（1301）的上端面和下端面进行键合。

2.根据权利要求1所述的多层PM2.5过滤结构，其特征在于：所述纵向纳米纤维体（801）呈纤维状垂直于所述基底（101）分布；

所述纵向纳米纤维体（801）的平均间隙小于1μm。

3.根据权利要求1或2所述的多层PM2.5过滤结构，其特征在于：所述横向纳米纤维体（401）的平均间隙为10nm～990nm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的多层PM2.5过滤结构，其特征在于：所述微米孔洞（201）的横截面呈正方形、圆形或长方形；

所述微米孔洞（201）的孔径为1～20μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多层PM2.5过滤结构，其特征在于：所述聚合物层（1302）的材质为PDMS；

所述基底（101）的材质为硅；

所述镂空结构层（102）的材质为二氧化硅或二氧化硅与氮化硅的复合物。

6.权利要求1-5中任一项所述多层PM2.5过滤结构的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备若干所述微小颗粒过滤结构层（1301），包括如下步骤：

1）在所述基底（101）的上端面上设置所述镂空结构层（102），下端面上设置背腔腐蚀掩膜层（103）；

2）在所述镂空结构层（102）上形成若干所述微米孔洞（201），所述微米孔洞（201）贯通所述镂空结构层（102）；

3）在所述镂空结构层（102）上于所述微米孔洞（201）的上部设置第一聚合物材料层（301）；利用等离子体轰击所述第一聚合物材料层（301），即在所述镂空结构层（102）上得到所述横向纳米纤维体（401）；

4）在所述镂空结构层（102）上设置第二聚合物材料层（501），所述第二聚合物材料层（501）覆盖住所述横向纳米纤维体（401）；

5）在所述背腔腐蚀掩膜层（103）上设置基底腐蚀掩膜（601）；利用KOH湿法腐蚀对所述基底（101）的下端面进行腐蚀，得到所述空气流通腔体（701），且所述空气流通腔体（701）与所述微米孔洞（201）相连通；

6）利用等离子体轰击所述第二聚合物材料层（501），即得到所述纵向纳米纤维体（801）；

（2）制备若干所述聚合物层（1302），包括如下步骤：

1）在所述聚合物材料体（1001）上进行打孔得到贯通其上端面和下端面的所述贯通孔洞（1101）；

2）利用等离子体轰击所述聚合物材料体（1001）的上端面和下端面，得到粘附层（1201）；

（3）将每2个所述微小颗粒过滤结构层（1301）之间键合所述聚合物层（1302），包括如下步骤：

所述聚合物材料体（1001）的上端面和下端面分别与所述微小颗粒过滤结构层（1301）的基底腐蚀掩膜（601）和镂空结构层（102）通过所述粘附层（1201）进行键合；至此即得到所述多层PM2.5过滤结构。