粒徑為20μπι、50μπι、I ΟΟμπι的Co粒子1、11和12的任意組合方式的混合。
[0052]本實(shí)施例的有益效果為:該實(shí)施例中微反應(yīng)器快速高效的完成不同粒徑Co粒子10、11和12的篩選分離、混合以及不同粒徑不同數(shù)量粒子的混合。
[0053]實(shí)施例3
[0054]本實(shí)施例是對溶液中不同粒徑的PMMA粒子進(jìn)行篩選分離以及混合，首先配制含有粒徑60μπι、90μπι、120μπι的PMMA粒子溶液，三種粒徑的濃度都是0.009mol/L，然后把制作的微反應(yīng)器置于含有溶液的容器中。
[0055 ] 一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，包括以下步驟:
[0056]I)參照圖1(a)，通過光刻、干法刻蝕以及翻模工藝制造微米級錐形瓶狀孔陣列聚合物分離薄膜，聚合物分離薄膜包括上聚合物分離薄膜1-1和下聚合物分離薄膜1-2，聚合物分離薄膜的材料為PDMS;參照圖1(b)，所述聚合物分離薄膜中的微米級錐形瓶狀孔的尺寸為:大端直徑D = 3 O Oym、小端直徑d = 5 Oym、深度H=300μηι、中心距s = 5 O Oym ；
[0057]2)參照圖2，在上聚合物分離薄膜1-1和下聚合物薄膜1-2表面通過覆蓋PET薄膜，獲取上聚合物分離薄膜1-1和下聚合物薄膜1-2的微米級錐形瓶狀孔陣列區(qū)域的PET薄膜掩蔽層2_1和2_2 ；
[0058]3)參照圖3，通過微波3對具有PET薄膜掩蔽層2-1和2-2的上聚合物分離薄膜1-1和下聚合物薄膜1-2進(jìn)行處理;微波3處理參數(shù)為:氧氣壓強(qiáng)0.5MPa，微波功率120W，處理時間60s，表面處理后，通過剝離PET薄膜去除PET薄膜掩蔽層2-1和2-2;
[0059]4)參照圖4(a)，通過鍵合機(jī)實(shí)現(xiàn)上聚合物分離薄膜1-1和下聚合物分離薄膜1-2的鍵合，壓力施加位置為聚合物分離薄膜的非孔區(qū)域;鍵合參數(shù)為:溫度4為100°C，施加壓力5為1Kg，時間為1min，參照圖4(b)，得到膜系6 ；
[0060]5)在鍵合后的膜系6的兩端安裝氣控系統(tǒng)9，得到微反應(yīng)器，參照圖5(a)、5(b)和5(c)，氣控系統(tǒng)9包括管子7和塞子8；參考圖6，充氣系統(tǒng)為9-1、9-2和9-3，排氣系統(tǒng)為9-4、9_5 和 9-6;
[0061]6)調(diào)控微反應(yīng)器主動捕獲篩選流體中的粒子:參照圖7(a)，微反應(yīng)器的聚合物分離薄膜的錐形瓶孔的小端直徑(1 = 5(^111，小于粒徑為6(^111、9(^111、12(^111的?1?^粒子10、11和12;參照圖7(b)，通過充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3充入氮?dú)?，氮?dú)獬錃饬髁?0sccm，保持時間
0.5s，使得微反應(yīng)器的膜系6膨脹變形，進(jìn)而獲得錐形瓶孔的小端直徑為70μπι，其尺寸大于60μπι的PMMA粒子1而小于90μπι、120μπι的PMMA粒子11和12;參照圖7 (c )，然后通過排氣系統(tǒng)9-4、9-5和9-6排除氮?dú)?，排氣流?0SCCm，保持時間0.9s，使得聚合物分離薄膜的錐形瓶孔的小端直徑恢復(fù)為50μπι，通過調(diào)控充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3和排氣系統(tǒng)9-4、9-5和9-6的流量以及保持時間，獲得微反應(yīng)器中聚合物分離薄膜上微米級錐形瓶狀孔的尺寸有規(guī)律的收縮，實(shí)現(xiàn)微反應(yīng)器主動捕獲篩選流體中粒徑為60μπι的PMMA粒子10;然后從含有PMMA粒子的溶液中取出微反應(yīng)器，用去離子水沖洗其表面附著的PMMA粒子;通過充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3充氣使得錐形瓶孔的小端直徑增大至70μπι，方便粒子導(dǎo)出；然后將微反應(yīng)器放入超聲環(huán)境使得微反應(yīng)器捕獲粒徑為60μπι的PMMA粒子導(dǎo)出；同理，參照圖7(d)-7(i )，改變氣控系統(tǒng)9的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)粒徑為90μπι、120μπι的PMMA粒子11和12的篩選分離；
[0062]調(diào)控微反應(yīng)器主動捕獲混合流體中的粒子:參照圖8(a)，微反應(yīng)器的聚合物分離薄膜的錐形瓶孔的小端直徑(1 = 5(^111，小于粒徑為6(^111、9(^111、12(^1]1的?114粒子10、11和12;參照圖8(b)，通過充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3充入氮?dú)?，氮?dú)獬錃饬髁?0sccm，保持時間0.5s，使得微反應(yīng)器的膜系6膨脹變形，進(jìn)而獲得錐形瓶孔的小端直徑為70μπι，其尺寸大于60μπι的PMMA粒子10而小于90μπι、120μπι的PMMA粒子11和12;參照圖8(0)，然后通過排氣系統(tǒng)9-4、9-5和9-6排除氮?dú)?，排氣流?0sccm，保持時間0.9s，使得聚合物分離薄膜的錐形瓶孔的小端直徑恢復(fù)為50μπι，通過調(diào)控充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3和排氣系統(tǒng)9-4、9-5和9-6的流量以及保持時間，獲得微反應(yīng)器中聚合物分離薄膜上微米級錐形瓶狀孔的尺寸有規(guī)律的收縮，實(shí)現(xiàn)微反應(yīng)器主動捕獲篩選流體中粒徑為60μπι的PMMA粒子1;參照圖8 (d)，當(dāng)完成粒徑為60μπι的PMMA粒子10捕獲并保留，通過充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3充入氮?dú)?，氮?dú)獬錃饬髁?0sccm，保持時間0.9s，使得微反應(yīng)器的膜系6膨脹變形，進(jìn)而獲得錐形瓶孔的小端直徑為ΙΟΟμπι，其尺寸大于90μπι的PMMA粒子11而小于120μπι的PMMA粒子12，參照圖8(e);然后通過排氣系統(tǒng)9-4、9-5和9-6排除氮?dú)?，排氣流?0sccm，保持時間0.8s，使得聚合物分離薄膜的錐形瓶孔的小端直徑恢復(fù)為50μπι;通過調(diào)控充氣系統(tǒng)9-1、9-2和9-3和排氣系統(tǒng)9-4、9-5和9-6的流量以及保持時間，獲得微反應(yīng)器中聚合物分離薄膜上微米級錐形瓶狀孔的尺寸有規(guī)律的收縮，完成粒徑為60μπι的PMMA粒子11的捕獲，從而實(shí)現(xiàn)粒徑為60μπι、90μπι的PMMA粒子10和11的混合；同理，參照圖8 (g) -8 (i)改變氣控系統(tǒng)9的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)粒徑為60μπι、90μπι、120μπι的PMMA粒子1、11和12的任意組合方式的混合。
[0063]本實(shí)施例的有益效果為:該實(shí)施例中微反應(yīng)器快速高效的完成不同粒徑PMMA粒子
10、11和12的篩選分離、混合以及不同粒徑不同數(shù)量粒子的混合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)通過光刻、干法刻蝕以及翻模工藝制造微米級錐形瓶狀孔陣列聚合物分離薄膜，聚合物分離薄膜包括上聚合物分離薄膜和下聚合物分離薄膜； 2)在聚合物分離薄膜上通過覆蓋工藝獲取微米級錐形瓶狀孔陣列區(qū)域的掩蔽層； 3)通過微波處理掩蔽后的聚合物分離薄膜，微波處理參數(shù)為:氧氣壓強(qiáng)0.2-0.5MPa，微波功率80-120W，處理時間20-60s，表面處理后，去除掩蔽層； 4)通過鍵合機(jī)實(shí)現(xiàn)上聚合物分離薄膜和下聚合物分離薄膜的鍵合，在分離薄膜微米級錐形瓶狀孔陣列區(qū)域以外的區(qū)域施加壓力，鍵合參數(shù)為:溫度80-100°C，施加壓力5-10Kg，時間為6-10min，得到膜系； 5)在鍵合后的膜系兩端安裝氣控系統(tǒng)，得到微反應(yīng)器； 6)通過調(diào)控氣控系統(tǒng)的充氣和排氣的流量以及保持時間，獲得微反應(yīng)器中分離薄膜上微米級錐形瓶狀孔有規(guī)律的收縮，實(shí)現(xiàn)微反應(yīng)器主動捕獲篩選流體中的粒子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述的步驟I)聚合物分離薄膜材料為TOMS(聚二甲基硅氧烷)或PUA(聚氨酯-聚丙稀Ife酷)O3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述的步驟I)聚合物分離薄膜中微米級錐形瓶狀孔大端直徑D = 20-300ym、小端直徑d = 4_50ym、深度 Η=50-300μηι、中心距 s = 20_500ym。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述的步驟2)中掩蔽層材料為光敏樹脂或PET薄膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述的步驟3)中通過溶解光敏樹脂或剝離PET薄膜去除掩蔽層。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，其特征在于:所述的步驟6)中氣控系統(tǒng)調(diào)控參數(shù)為氮?dú)獬錃饬髁?0-50sccm，排氣流量50-lOsccm，保持時間 0.1-5s。
【專利摘要】一種用于可控篩選流體中粒子的微反應(yīng)器的制備方法，先制造微米級錐形瓶狀孔陣列聚合物分離薄膜，通過覆蓋工藝獲取微米級錐形瓶狀孔陣列區(qū)域的掩蔽層；再微波處理聚合物分離薄膜，去除掩蔽層；然后實(shí)現(xiàn)上聚合物分離薄膜和下聚合物分離薄膜的鍵合，在分離薄膜微米級錐形瓶狀孔陣列區(qū)域以外的區(qū)域施加壓力，得到膜系；在膜系兩端安裝氣控系統(tǒng)，得到微反應(yīng)器；最后通過調(diào)控氣控系統(tǒng)的充氣和排氣的流量以及保持時間，獲得微反應(yīng)器中分離薄膜上微米級錐形瓶狀孔有規(guī)律的收縮，實(shí)現(xiàn)微反應(yīng)器主動捕獲篩選流體中的粒子，本發(fā)明制備的微反應(yīng)器極大提高了微反應(yīng)器的篩選效率以及適用范圍，實(shí)現(xiàn)對不同粒子的篩選分離。
【IPC分類】B01J19/00
【公開號】CN105536664
【申請?zhí)枴緾N201510931929
【發(fā)明人】蔣維濤, 劉紅忠, 雷彪, 黎永浩, 尹磊, 陳邦道, 史永勝
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月12日