[发明专利]一种离子束法制备的金属过滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种离子束法制备的金属过滤膜及其制备方法，该方法包含：步骤1，采用超高真空离子束溅射设备，调整溅射室的真空度，选择衬底，并在溅射前对衬底进行处理；步骤2，将晾干后的衬底放入生长室内，控制氩气流量，并调整溅射室真空度；步骤3，调整电子枪束流电压，控制生长温度、生长束流、沉积时间，制备金属薄膜。该金属过滤膜采用的金属靶材为铜、铝、铬、镍、钛中的任意一种或多种金属。本发明制备的金属膜具有结构致密，均匀，过滤精度高等特点，可用于空气净化器、净水器等设备过滤膜，除去空气PM2.5，水中的重金属、细菌及病毒等杂质，保护人体健康。

技术领域

本发明涉及一种金属过滤膜及其制备方法，具体地，涉及一种离子束法制备的金属过滤膜及其制备方法。

背景技术

过滤膜根据微孔孔径的大小分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)四种形式，根据成膜材料分为无机膜和有机高分子膜，有机高分子膜又分为天然高分子膜和合成高分子膜，无机膜又分为陶瓷膜和金属膜。

金属膜可以通过溅射法制备。但是传统溅射系统存在缺点，主要是工作压强较高，由此导致溅射膜中有气体分子的进入，而改进的离子束溅射，具有工作压强低，减小气体进入薄膜，溅射粒子输送过程中较少收到散射的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属过滤膜及其制备方法，采用离子束法，与传统金属膜相比，该技术生产的金属膜具有结构致密，均匀，过滤精度高等特点，可用于空气净化器、净水器等设备过滤膜，除去空气PM2.5，水中的重金属、细菌及病毒等杂质，保护人体健康。

为了达到上述目的，本发明提供了一种通过离子束法制备金属过滤膜的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，采用超高真空离子束溅射设备，调整溅射室的真空度，选择衬底，并在溅射前对衬底进行处理；步骤2，将晾干后的衬底放入生长室内，控制氩气流量，并调整溅射室真空度；步骤3，调整电子枪束流电压，控制生长温度、生长束流、沉积时间，制备金属薄膜。

上述的通过离子束法制备金属过滤膜的制备方法，其中，所述的步骤1中，将溅射室的真空度调至4.0×10^-4pa。

上述的通过离子束法制备金属过滤膜的制备方法，其中，所述的步骤1中，选用单晶硅片作为衬底，在溅射前，衬底先后经过丙酮、酒精超声清洗10分钟以除去油和蜡，然后在1：20的HF/H₂O溶液中漂洗30～60s除去自然氧化层，获得平整表面。

上述的通过离子束法制备金属过滤膜的制备方法，其中，所述的步骤2中，将氩气流量控制在1.0～2.0cm³/s，溅射室真空度调整为2.0×10^-2pa。

上述的通过离子束法制备金属过滤膜的制备方法，其中，所述的步骤3中，将电子枪束流电压调整至0.8～1.5kv，控制生长温度为280～350℃，生长束流为2ma～15ma，沉积时间为1.0～2.0h。

上述的通过离子束法制备金属过滤膜的制备方法，其中，所述的步骤3中，通过控制包含生长束流、沉积时间、生长温度及束流电压的工艺参数，制备不同厚度的金属薄膜。

本发明还提供了上述的离子束法制备的金属过滤膜，其中，所述的金属过滤膜通过超高真空离子束溅射设备制备。

上述的离子束法制备的金属过滤膜，其中，所述的金属过滤膜，采用的金属靶材为铜、铝、铬、镍、钛中的任意一种或多种金属。

本发明提供的离子束法制备的金属过滤膜及其制备方法具有以下优点：

本发明的离子束法会将传统溅射沉积中由于离子碰撞引起的损伤降到很小，得到的金属过滤膜更加致密、均匀，过滤精度更高。