[发明专利]硅基微气相色谱柱及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

1)提供一硅衬底，于所述硅衬底中制作微沟道；

2)采用金属辅助化学刻蚀工艺于所述微沟道的内表面制备硅纳米线森林；以及

3)提供一封装盖板，将所述封装盖板与所述硅衬底进行键合，以封闭所述微沟道，形成硅基微气相色谱柱的微通道。

2.根据权利要求1所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述微沟道内还具有多个沟道单元及多个微柱阵列所组成群组中的一种或两种，所述硅纳米线森林制备于所述多个沟道单元及所述多个微柱阵列表面。

3.根据权利要求1所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，步骤2)包括：

2-1)将所述硅衬底放入包含氢氟酸及去离子水的第一混合溶液中，以去除所述微沟道表面的氧化层；

2-2)将所述硅衬底放入包含硝酸银、氢氟酸及去离子水的第二混合溶液中，以于所述微沟道的内表面沉积金属银；

2-3)将所述硅衬底放入包含氢氟酸、双氧水及去离子水的第三混合溶液中，对所述微沟道的内表面进行腐蚀，以于所述微沟道的内表面形成所述硅纳米线森林：以及

2-4)将所述硅衬底放入硝酸溶液中，以去除所述微沟道内表面的金属银。

4.根据权利要求3所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于：步骤2-2)中，所述硝酸银、氢氟酸及去离子水的比例介于4mL～12mL：10～30mL：40～80ml之间，所述硝酸银的浓度介于0.001～0.2mol/L之间，所述沉积的时间介于1～20min之间。

5.根据权利要求3所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，步骤2-3)中，所述氢氟酸、双氧水及去离子水的比例介于5～35ml：1～10ml：10～60ml之间，所述腐蚀的温度介于20～60℃之间，所述腐蚀的时间介于1～10min之间。

6.根据权利要求3所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，步骤2-4)中，所述硝酸溶液的质量分数介于55％～75％之间，所述去除的时间介于10～50min之间。

7.根据权利要求3所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，步骤2-2)在所述沉积的同时对所述硅衬底进行均匀振荡处理，步骤2-3)在所述腐蚀的同时对所述硅衬底进行均匀振荡处理。

8.根据权利要求1所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述封装盖板包含硅盖板，所述硅盖板于与所述微沟道对应的区域制备有硅纳米线森林，通过硅-硅键合工艺将所述硅盖板与所述硅衬底进行键合。

9.根据权利要求1所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，步骤1)还包括于所述微沟道的两端制作微流控端口的步骤，所述制备方法还包括步骤4)：划片得到硅基微气相色谱柱芯片，并在所述微流控端口安装毛细管。

10.根据权利要求1所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于：所述封装盖板包括双面抛光的玻璃盖板，采用阳极键合方法键合于所述硅衬底的键合面上，键合温度介于200-450℃之间，键合电压介于600-1400V之间。

11.根据权利要求1所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，还包括步骤：基于所需分离的组分于所述硅纳米线森林表面形成相应的修饰材料。

12.根据权利要求1～11任意一项所述的硅基微气相色谱柱的制备方法，其特征在于，所述硅纳米线森林中的硅纳米线的线径介于1～100纳米之间。