[发明专利]一种用于海水淡化的芯片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于海水淡化的芯片，包括基体和依次层叠设置于基体上的导电层和保护层，导电层设置有一主沟槽，主沟槽将导电层分隔成正极导电层和负极导电层两个区域，主沟槽沿厚度方向贯穿导电层，正极导电层和负极导电层设有等数量的、且与主沟槽相连通的多个子沟槽。基于电分离技术，海水中的负、正离子被电场吸引并分别富集于正极导电层和负极导电层中的子沟槽中。此时主沟槽的内的海水则得到了淡化。另外，多个子沟槽的设置可使海水进行多次淡化，大大提升了淡化的效果和淡水的品质。本发明提供的芯片使电分离法应用到芯片领域中，还解决了传统海水淡化芯片环境污染的问题，而且本发明的芯片海水淡化效果更好，淡水的品质更高。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种用于海水淡化的芯片及其制备方法。

背景技术

地球上的海水资源占总体水量的97％，而淡水资源仅占总体水量的3％。随着人口的日益增长及人类社会活动的日益增多，人类将会越来越缺乏淡水资源，因此，海水淡化技术变得越来越重要。

海水淡化技术现通常应用于大型设备和便携式小型设备。其中，电分离法由于耗能低、对环境污染小等优点广泛应用于大型设备中。但大型设备存在着无法随身携带、成本高等缺点。

对需要长期在海上的人或应用于某些紧急状况的时候便携式设备具有更大的市场前景。便携式海水淡化设备由于耗能低、可随身携带的优点越来越受到人们的广泛关注。但便携式海水淡化设备中的芯片基本都是基于反渗透(RO)膜的反渗透技术，由于在淡化过程中加入的化学试剂、产生的腐蚀产物等随着浓缩后的海水又重新排回了大海，对自然环境带来了不利的影响。目前，还未出现过基于电分离法的便携式海水淡化芯片。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种用于海水淡化的芯片及其制备方法，通过正极导电层和负极导电层吸引相应的负、正离子富集于子沟槽中，使主沟槽内的海水实现淡化。而且通过多个子沟槽的设置，使海水进行多次淡化，大大提升了淡化的效果和淡水的品质。

本发明第一方面提供了一种用于海水淡化的芯片，包括基体和依次层叠设置于所述基体上的导电层和保护层，所述导电层设置有一主沟槽，所述主沟槽将所述导电层分隔成正极导电层和负极导电层两个区域，所述主沟槽沿厚度方向贯穿所述导电层，所述主沟槽用于流通海水，所述主沟槽的一端为海水入口，所述主沟槽的另一端为淡水出口，所述正极导电层和所述负极导电层设有等数量的、且与所述主沟槽相连通的多个子沟槽，所述正极导电层中的所述子沟槽用于富集所述海水中的负离子，所述负极导电层中的所述子沟槽用于富集所述海水中的正离子。

其中，所述正极导电层的多个所述子沟槽与所述负极导电层的多个所述子沟槽沿所述主沟槽呈轴对称分布。

其中，所述子沟槽与所述主沟槽呈角度设置，所述子沟槽与所述主沟槽的夹角为30°-60°。

其中，所述子沟槽与所述主沟槽呈角度设置，所述子沟槽与所述主沟槽的夹角为40°-50°。

其中，所述正极导电层和所述负极导电层中的所述子沟槽的数量分别为3-7个。

其中，所述正极导电层和所述负极导电层中的所述子沟槽的数量分别为4-6个。

其中，所述基底和所述保护层的材质为硅材料或玻璃。

其中，所述导电层的材质为金、铂金或钛。