包括含碳材料的液体纯化膜和其形成方法技术

本申请涉及包括含碳材料的液体纯化膜和其形成方法。提供了多孔聚合滤膜，所述膜包含在其中混合有至少一种含碳材料的聚合物。所述膜能够从液体组合物去除痕量的各种杂质，包括金属离子、酸、碱和有机污染物。碱和有机污染物。碱和有机污染物。

【技术实现步骤摘要】
包括含碳材料的液体纯化膜和其形成方法


[0001]本公开大体上涉及使用膜技术进行液体纯化的领域。

技术介绍

[0002]过滤器产品为用以从适用流体流去除非所需材料的现代工业的必不可少的工具。使用过滤器进行处理的适用流体包含水、液体工业溶剂和处理流体、用于制造或处理(例如，半导体制造)的工业气体，以及具有医疗或医药上的用途的液体。从流体去除的非所需材料包含杂质和污染物，例如粒子、微生物，和经溶解化学物质。过滤器应用的特定实例包含其与液体材料一起用于半导体和微电子装置制造。
[0003]微电子装置处理领域需要处理材料和方法的稳定改进以维持微电子装置性能(例如，速度和可靠性)的并行的稳定改进。在制造过程的所有方面中均存在改进微电子装置制造的机会，包含用于过滤液体材料的方法和系统。
[0004]在微电子装置处理中，将大范围的不同类型的液体材料用作过程溶剂、清洁剂，和其它处理溶液。这些材料中的许多(如果不是大部分的话)需要极高的纯度水平。作为实例，微电子装置的光刻处理中所使用的液体材料(例如，溶剂)必须具有极高纯度。微电子装置处理中所使用的液体的特定实例包含用于旋涂玻璃(SOG)技术、用于背侧抗反射涂层(BARC)方法和用于光刻的过程溶液。

技术实现思路

[0005]总而言之，本公开涉及能够从液体组合物去除杂质，如醇和氢氧化铵(即，氨水)的膜。通过将含碳材料，如活性碳分散在聚合物内并从其制备滤膜来制备膜。本公开的滤膜能够从此类溶液中去除痕量的某些胺和金属阳离子。在一个特定实施例中，本公开提供一种包含聚合物的膜，所述聚合物中掺合有大于零并且小于约80重量％的含碳材料。膜能够提供极高纯度的醇，如C1‑
C4烷醇和氢氧化铵的液体溶液。
附图说明
[0006]图1为本公开的过滤器组件的实例。
[0007]图2为粒子保留率(％)相对于粒子负载量(单层％)的图。
具体实施方式
[0008]除非内容另外明确规定，否则如本说明书和所附权利要求书所使用的单数形式“一个(种)(a/an)”和“所述(the)”包括复数形式指示物。除非内容另外明确规定，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用，术语“或”通常在其意义上用来包括“和/或”。
[0009]术语“约”一般指代视为等效于所陈述值(例如，具有同一功能或结果)的数字范围。在许多情形中，术语“约”可包含四舍五入到最接近的有效数字的数字。
[0010]使用端点表达的数值范围包含归入到所述范围内的所有数字(例如，1至5包含1、
1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
[0011]为执行过滤功能，过滤器可包括滤膜，所述滤膜负责从穿过滤膜的流体去除非所需材料。根据需要，滤膜可呈扁平薄片形式，其可为卷绕(例如，成螺旋状)、扁平、褶状或圆盘形的。滤膜可替代地呈中空纤维的形式。滤膜可容纳于壳体内或以其它方式支撑，使得所过滤流体经由过滤器入口进入且需要在通过过滤器出口之前穿过滤膜。
[0012]滤膜可由多孔结构构成，所述多孔结构具有可基于过滤器的使用，即由过滤器执行的过滤的类型而选择的平均孔径。典型孔径在微米或亚微米范围内，例如为约0.001微米至约10μm。有时将平均孔径为约0.001至约0.05微米的膜分类为超滤膜。有时将孔径在约0.05与10μm之间的膜称为微孔膜。
[0013]具有微米或亚微米范围孔径的滤膜，或如本文中简称为“膜”，可通过筛分机制或非筛分机制或两者有效地从流体流去除不想要的材料(即杂质)。筛分机制为一种过滤模式，利用所述过滤模式，通过粒子在滤膜的表面处的机械保留而将粒子从液体流去除，这用于以机械方式干涉粒子的移动且将粒子保留在过滤器内，从而以机械方式防止粒子流过过滤器。通常，粒子可大于过滤器的孔隙。“非筛分”过滤机制为一种过滤模式，通过所述过滤模式，滤膜以不完全机械性的方式保持流体流中所含有的悬浮粒子或溶解材料通过滤膜，所述方式例如包含静电机构，通过所述静电机构，粒子或溶解杂质被静电吸引到过滤器表面且保持在过滤器表面处且从流体流去除；粒子可溶解，或可为粒径小于过滤介质的孔隙的固体。
[0014]因此，在第一方面，本公开提供一种包含聚合物的膜，所述聚合物中掺合有大于零并且小于约80重量％的含碳材料，其中所述膜(a)当使用乙氧基
‑
九氟丁烷HFE 7200在约22℃的温度下测量时，展现约2psi至约200psi的泡点，(b)当在14.2psi下测量时，异丙醇流动时间为约20秒/500ml至约10,000秒/500ml，以及(c)G25粒子保留率为约25％至约100％。
[0015]包括所述膜的所述过滤器可呈适合于过滤应用的任何所需形式。形成过滤器的材料可以是过滤器本身的结构组件，并为过滤器提供所需的架构。滤膜可以是多孔的并且可以是任何所需的形状或构造。滤膜本身可以是单一制品或可以由多个单独的制品，例如粒子(例如，树脂珠粒)表示。膜由聚合材料、不同聚合材料的混合物或聚合材料和非聚合材料形成。可用于形成本公开的膜的聚合材料包括疏水性聚合物或亲水性聚合物。合适的聚合物包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酯、纤维素、纤维素酯、聚碳酸酯、聚(苯醚)、聚(苯乙烯)或其组合。例如，膜的聚合物材料可以是选自以下的疏水性聚合物：超高分子量聚乙烯；聚乙烯；聚丙烯；聚甲基戊烯；聚丁烯；聚异丁烯；乙烯、丙烯和丁烯中的两种或多种的共聚物；卤化聚合物；或其组合。
[0016]在特定实施例中，滤膜材料包括超高分子量聚乙烯(UPE)。如UPE膜的UPE过滤材料通常由分子量(重均分子量)大于约1
×
106道尔顿(Da)，例如在约1
×
106‑9×
106Da或1.5
×
106‑9×
106Da的范围内的树脂形成。如聚乙烯的聚烯烃聚合物之间的交联可通过使用热或交联化学物质来促进，所述化学物质如过氧化物(例如，过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基)、硅烷(例如，三甲氧乙烯基硅烷)或偶氮酯化合物(例如，2,2'
‑
偶氮
‑
双(2
‑
乙酰氧基
‑
丙烷)。
[0017]示例性卤代聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、氟化乙烯聚合物(FEP)、聚六氟丙烯和聚偏二氟乙烯(PVDF)。
[0018]在一个实施例中，多孔滤膜是不对称的。在不对称膜的一个实例中，膜的一个面和区域上的孔径大于相对面和区域上的孔径。在另一实例中，可以存在不对称结构，其中膜的相对面(和区域)上的孔径较大，而膜的中心区域具有比任一面更小的孔径(例如，沙漏孔径分布)。在其它实施例中，微孔膜可以在其厚度上具有基本对称的孔隙结构(在膜的厚度上基本相同的孔径)。
[0019]在一些实施例中，滤膜可以是包括两个或更多个多孔聚合膜的复合膜，所述多孔聚合膜可以由相同或不同材料制成和/或具有相同或不同的结构。如本文所述，复合膜的至少一个多孔聚合物膜包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔聚合膜，所述膜包含其中混合有大于零并且小于约80重量％的含碳材料的聚合物，其中所述膜展现：(a)当在约22℃的温度下使用乙氧基
‑
九氟丁烷HFE 7200测量时，约2psi至约200psi的泡点，(b)当在14.2psi下测量时，约20秒/500毫升至约10,000秒/500毫升的异丙醇流动时间，以及(c)约25％至约100％的G25粒子保留率。2.根据权利要求1所述的多孔聚合膜，其中所述含碳材料选自由以下组成的群组：活性碳、碳黑、碳纳米管和石墨烯。3.根据权利要求1所述的多孔聚合膜，其中所述含碳材料呈粉末、微粒材料、纤维或薄片的形式。4.根据权利要求1所述的多孔聚合膜，其中所述聚合物中混合有约10至约80重量％的所述含碳材料。5.根据权利要求1所述的多孔聚合膜，其中所述聚合物选自由以下组成的群组：聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酯、纤维素、纤维素酯、聚碳酸酯、聚(苯醚)、聚(苯乙烯)、卤化聚合物和其组合。6.一种过滤器，其包含根据权利要求1所述的多孔聚合膜。7.一种复合膜，其包含第一多孔聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：