[发明专利]一种具有垂直贯穿孔道的多孔薄膜、其制造装置和制备方法

权利要求书

1.一种具有垂直贯穿孔道的多孔薄膜，其特征在于，所述多孔薄膜的厚度为5~800微米，其内部具有垂直于所述薄膜表面的贯穿孔道，所述孔道为楔形，孔道底部横截面积小于顶部横截面积，所述孔道底部当量直径为0.1~8微米，顶部当量直径为10~50微米；

所述多孔薄膜为氧化石墨烯薄膜、负载有铂的氧化石墨烯薄膜或者负载有镍铁复合氢氧化物的石墨烯薄膜。

2.一种用于制备权利要求1所述的多孔薄膜的旋涂冷冻装置，其特征在于，所述旋涂冷冻装置包括冷冻装置（7）和旋涂池（3），其中所述冷冻装置（7）构造成对所述旋涂池（3）进行冷却，所述旋涂池（3）具有自转轴（1），所述旋涂池（3）还具有物料入口（6）；

所述冷冻装置（7）为设置在所述旋涂池（3）上的制冷片；或者所述冷冻装置（7）为含有冷冻液（5）的冷冻池（4），其中所述旋涂池（3）部分或全部浸在所述冷冻液（5）内。

3.根据权利要求2所述的旋涂冷冻装置，其特征在于，所述自转轴（1）是空心的，所述物料入口（6）设置在所述自转轴（1）上。

4.根据权利要求2所述的旋涂冷冻装置，其特征在于，所述旋涂池（3）还具有旋涂池盖（2），所述旋涂池（3）、旋涂池盖（2）和自转轴（1）三者以传动扭矩方式连接。

5.根据权利要求4所述的旋涂冷冻装置，其特征在于，所述传动扭矩方式连接包括键连接、销连接、螺栓连接。

6.一种权利要求1所述的多孔薄膜的制备方法，其特征在于，其使用权利要求2所述的旋涂冷冻装置进行旋涂冷冻，该方法包括以下步骤：

A、启动所述旋涂冷冻装置，所述冷冻装置（7）开始对所述旋涂池（3）进行冷却，所述旋涂池（3）开始旋转；

B、将包含分散相和液体分散介质的混合物从所述物料入口（6）加入所述旋涂池（3）；

C、一段时间以后，得到所述分散相和所述液体分散介质分别垂直于所述旋涂池（3）底面生长的旋涂冷冻混合物；

D、将所述旋涂冷冻混合物中的冷冻后的所述液体分散介质除去，得到所述多孔薄膜；

通过调节所述旋涂冷冻装置的温度梯度、转速、所述分散相和液体分散介质的混合物的粘度或所述分散相和液体分散介质的配比可同时调节所述多孔薄膜的厚度、孔道当量直径和形貌；

当步骤A所述旋转的转速为100~8000r/min，所述冷却的温度范围为0~-196℃时，所述多孔薄膜的孔道底部横截面积小于顶部横截面积，所述孔道底部当量直径为0.1~8微米，顶部当量直径为10~50微米，孔道有序排列；

步骤B中，所述分散相为固体颗粒或者胶体，当所述分散相为胶体时，步骤D同时除去所述胶体中的连续相。