CN116747613A - 基于多孔膜的流体处理装置及其制备方法 - Google Patents

基于多孔膜的流体处理装置及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于多孔膜的流体处理装置及其制备方法。所述流体处理装置包括：具有第一流体通道的基体；彼此间隔的若干凸起部，所述凸起部沿横向在该基体的第一表面上连续延伸，其上部设有帽形结构，所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，而相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，其中至少两个凸起部分别设于第一流体通道的流体入口两侧，至少一凸起部直接从第一流体通道的流体入口上通过，从而使这些帽形结构、凸起部与基体之间配合形成第二流体通道，待处理的流体仅能通过第二流体通道进入第一流体通道。本申请的流体处理装置具有通量大、流阻小、能高效清除流体中微/纳米级颗粒，可重复使用，寿命长，且适于规模化大批量生产。

Description

基于多孔膜的流体处理装置及其制备方法
本申请是申请日2016.06.07，申请号为：201610398449.7，发明名称为：流体处理装置及其制备方法的分案申请。
技术领域
本申请具体涉及一种对含有颗粒物的流体进行处理的装置及其制备方法。
背景技术
在日常的生活、工作中，人们对于去除流体中的颗粒而使流体得以净化有着广泛的需求。例如，针对低质量的空气，需去除其中的粉尘、微小颗粒等，以保障人体的健康。又例如，针对水、油(食用油、汽油、柴油等)，需去除其中的颗粒物，以实现水、油的纯化。再例如，针对生物医药等领域，需去除或筛选血液和体液中的细胞、病毒、细菌等。
传统的流体处理装置(例如口罩、空气净化器等)大多存在通量低、体积大、使用寿命短等缺陷，且对于流体中细微颗粒的清除效果低下。
近年来，随着微纳米加工技术的发展，研究人员又提出了一些基于多孔薄膜的流体处理设备，即，通过在薄膜上刻蚀(腐蚀)出微米或纳米级的众多孔洞，使其可以应用于清除流体中的颗粒，尤其是微小颗粒，其尺寸能精准控制，通量大，但机械结构脆弱，不能实用化，特别是由于其加工技术的限制，若孔洞越小，则薄膜厚度就需要越薄，这也使得多孔薄膜的机械支撑性能进一步劣化，无法适应恶劣环境，且使用寿命亦非常有限。
当前还有研究人员利用牺牲层技术，实现了包含横向流道的流体处理装置(参阅图1所示)，这些横向流道的孔径可以被控制在数个纳米，因此利于清除流体中的细微颗粒，但其通量过小。
发明内容
本申请的目的在于提供一种在于提供一种改良的基于多孔膜的流体处理装置及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本申请采用的技术方案包括：
本申请实施例提供的一种基于多孔膜的流体处理装置包括：
具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；
彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，下部固定设置于所述基体的第一表面，上部设有沿横向连续延伸的帽形结构，所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，而相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，所述开口部的口径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，其中至少两个所述的凸起部分别与所述第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置，以及至少一个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过，从而使复数个帽形结构、复数个凸起部与基体之间配合形成与所述第一流体通道连通的第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道；
所述帽形结构可随所述凸起部沿横向连续延伸，使相邻帽形结构之间形成沿横向连续延伸的开口部；
所述帽形结构的材质为自绝缘介质材料，或半导体材料，或金属材料。
本申请实施例提供的一种制备所述基于多孔膜的流体处理装置的方法包括：
提供具有第一表面和与第一表面相背对的第二表面的衬底；
在所述衬底的第一表面加工形成彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，其下部固定设置于所述基体的第一表面；
对所述衬底的第二表面进行加工，形成贯穿所述衬底的第一流体通道，并使所述第一流体通道的流体入口分布于所述衬底的第一表面，且使至少两个所述的凸起部分别与第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置以及使至少一个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过；
在所述凸起部上部形成沿横向连续延伸的帽形结构，并使所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，且使相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，所述开口部的口径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，从而在复数个帽形结构、复数个凸起部与衬底之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。
较之现有技术，本申请提供的流体处理装置至少具有通量大、流阻小、能高效清除流体中微/纳米级颗粒等特点，还可采用较厚的基体，机械强度高，可以清洗及多次使用，使用寿命长，且制备工艺简单可控，适于规模化大批量制备。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种包含横向流道的流体处理装置的剖视图；
图2为本申请一实施例中一种流体处理装置的俯视图；
图3为本申请一实施例中一种流体处理装置的局部剖视图(A-A向)；
图4为本申请一实施例中一种流体处理装置的制备工艺流程图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本申请的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本申请实施例的一个方面提出的一种流体处理装置包括：
具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；
彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，下部固定设置于所述基体的第一表面，上部设有沿横向连续延伸的帽形结构，所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，而相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，所述开口部的口径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，其中至少两个所述的凸起部分别与所述第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置，以及至少一个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过，从而使复数个帽形结构、复数个凸起部与基体之间配合形成与所述第一流体通道连通的第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。
前述的“横向”可以被理解为平行或基本平行于所述基体的第一表面的任意方向。而前述的“侧向”可以被理解为不与所述第一表面垂直，而与所述“横向”交叉的任意方向。优选的，若所述第一表面为水平面，则所述的“侧向”可以是以所述凸出部的侧边为起点水平向外延伸或向上倾斜延伸的方向。
其中，所述基体可以是各种形态的，例如矩形体状、片状、多面体状、半球状、球状或其它非规则形态的。因此，所述的“第一表面”可以是所述基体上的任何一个非特定的合适的平面或曲面。
其中，所述第一流体通道可以是任意形态的通孔，其流体入口分布在所述基体的第一表面上，而其流体出口既可以分布在所述基体的与所述第一表面不同的另一表面上(例如，该另一表面可以与所述第一表面相邻、相背对)，也可分布在所述的第一表面上(当然在这种情况下，所述的第一表面上应有流体阻隔机构，使待处理的流体不会在所述第一表面上直接流动至所述流体出口处。在一些情况下，所述第一流体通道的流体出口也是可以分布在所述基体内部的，例如，当所述基体内存在用以接收经处理后的流体的空腔时。
其中，所述的复数个凸起部是指两个或更多凸起部。其中所述的凸起部是相对于所述基体的第一表面的平坦或凹下的部分而言，其形态可以是多样的，例如，从俯视图上观察，其可以为具有直线或曲线形轮廓等的条状、片状或其它规则或不规则形态等，且不限于此。
其中，所述的复数个凸起部可以规则或不规则、均匀或非均匀的分布在所述基体的第一表面上。
在一些较为优选的实施方案中，至少两个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过。
在一些较为优选的实施方案中，所述的复数个凸起部平行分布在所述基体的第一表面上。
较为优选的，所述凸起部为条状，其宽度可以较大，各凸起部的间距可以较大，如此可以使凸起部具有较大的机械强度而对帽形结构形成较好的支撑，同时还可赋予所述流体处理装置较大的流体通量。
尤其优选的，所述凸起部的高度为0.1μm～400μm，宽度为0.1μm～100μm，相邻凸起部之间距离为0.1μm～100μm。
另外，也可以通过在所述凸起部的局部或全部表面设置由业界已知的合适低表面能物质形成的涂层或特定的纳米结构，从而使其具有超疏水性能、自清洁性能等。
其中，所述帽形结构可以具有各种规则或不规则的截面结构，例如可以优选而不限于倒梯形截面结构，但相邻帽形结构之间形成的开口部的口径应大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，用以处理流体中粒径小至纳米级的颗粒。
优选的，形成于相邻帽形结构之间的开口部的口径为1nm～50μm。
优选的，所述帽形结构的高度为50nm～200μm。
其中，所述帽形结构与凸起部一体设置，例如可以通过蒸发、沉积、生长等技术直接形成于所述凸起部上部，并且所述帽形结构亦可随所述凸起部沿横向连续延伸，从而使相邻帽形结构之间形成沿横向连续延伸的开口部，如此即可以保证对混杂于待处理的流体内的选定颗粒的处理，亦还保持很高的通量，且降低了加工难度(相邻凸起部的间距受到加工能力的限制，一般很难达到约1nm的距离)，节约了成本。
其中，所述帽形结构的材质可以选自绝缘介质材料如氧化硅、氮化硅氧化铝、硼磷硅玻璃等，或者半导体材料如Si、ZnO、GaN、TiO2、InN等，或金属材料如Ag、Au、Al、Ni、Cr、Ti等，当然也可以选自其它无机和/或有机材料等。
其中，所述第一流体通道的流体入口具有规则或不规则形状，例如多边形(矩形、菱形或其它)、圆形或椭圆形等，其可以依据实际应用之需求而简单调整。
其中，形成于相邻凸起部之间的开口部可以具有多种形式的截面形状，例如可以是矩形、梯形、倒梯形、三角形、半圆形等规则或不规则形状。
其中，所述的待处理流体可以是气相或液相的，例如空气、水、油类，在某些情况下，也可以是呈流体状的颗粒物质的集合，或者某些物质的熔融态等。
其中，所述的“颗粒”主要是指固相颗粒，但在某些情况下，亦可以是与所述流体(特别是液相流体)不相容的液滴等。
在一些较为具体的实施方案中，所述第一流体通道的孔径可以为1μm～1mm。
在一些较为具体的实施方案中，所述基体的厚度在1μm以上，以使基体具有较好的机械强度，从而能够为凸起部和帽形结构提供更强的支撑。
其中，所述基体的材质可以选自金属、非金属、有机材料、无机材料等，例如硅片、聚合物、陶瓷等，且不限于此。
在一些较为优选的实施方案中，所述凸起部、帽形结构、基体中至少一者的表面还设置有功能材料层，所述功能材料层的材质包括光催化材料、抗菌材料等等，且不限于此。例如，较为典型的光催化材料可以是二氧化钛等，在包含此种功能材料的流体处理装置对流体进行处理时，若辅以紫外光照等，还可对流体中的一些有机污染物等进行光催化降解，实现对流体的多重净化。又例如，较为典型的抗菌材料可以是诸如Au、Ag等贵金属，藉其可以在流体的处理过程中，同步灭杀流体中的细菌、病毒等。
当然，也可直接以前述的光催化材料、抗菌材料等制成所述凸起部、帽形结构、基体中的至少一者。
进一步的，为利于光线透入，所述帽形结构、基体、凸起部中的部分或全部可以由透明材料制成。
本申请的另一个方面提出了一种流体处理装置的制备方法，包括：
提供具有第一表面和与第一表面相背对的第二表面的衬底；
在所述衬底的第一表面加工形成彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，其下部固定设置于所述基体的第一表面；
对所述衬底的第二表面进行加工，形成贯穿所述衬底的第一流体通道，并使所述第一流体通道的流体入口分布于所述衬底的第一表面，且使至少两个所述的凸起部分别与第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置以及使至少一个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过；
在所述凸起部上部形成沿横向连续延伸的帽形结构，并使所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，且使相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，所述开口部的口径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，从而在复数个帽形结构、复数个凸起部与衬底之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制备方法包括：
在所述衬底的第一表面上设置图形化的第一掩模，再对所述衬底的第一表面进行刻蚀，从而在所述衬底的第一表面形成彼此间隔设置的复数个凸起部，之后除去所述第一掩模；
在所述衬底的第二表面上设置图形化的第二掩模，再对所述衬底的第二表面进行刻蚀，直至形成贯穿所述衬底的第一流体通道，再除去所述第二掩模；
至少选用蒸镀、沉积和生长中的任一种方式在所述复数个凸起部上部分别形成帽形结构，并使所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，且使相邻帽形结构之间形成所述的开口部。
以下将结合附图及若干实施例对本申请的技术方案作进一步的说明。
请参阅图2-图3所示，在本申请的第一实施例中，一种流体处理装置包括基体101，所述基体101具有相背对的第一表面1011和第二表面1012，且所述基体101内分布有若干作为流体通道的通孔102，所述第一表面设置有多个横梁103(可命名为凸起部)平行排布形成的阵列，其中有多根横梁103直接从通孔102上跨过以及有多根横梁103分布在通孔102两侧，其中，各横梁103顶部还均分布有帽形结构104(简称帽层)，各帽层亦随各横梁沿横向连续延伸，并形成帽形结构的阵列，且待处理的流体无法绕过前述帽形结构的阵列而直接进入所述通孔102。
其中，通过调整前述各帽形结构之间的间距，即可形成具有选定尺寸的开口部(可以称为微流道)，实现对流体中不同粒径范围的颗粒进行清除处理，特别是，当将这些帽形结构的间距控制在纳米级时，可以去除流体中的极微小的颗粒(纳米级的颗粒)。
前述横梁可以为条状，并具有较大的宽度和厚度，使得这些横梁可具有较高机械强度，使其对帽形层形成较好的支撑，而各横梁的间距可以较大，以提供较大的流体通量。
前述帽层亦可以具有较大的厚度，其两侧沿侧向外延，使相邻帽层的间距可以达到很小，例如可以低至1nm，因此可以截留混杂于待处理的流体内的极小的颗粒。
前述帽层可以与凸起部一体设置，例如可以通过蒸发、沉积、生长等(典型的如金属溅射、MOCVD、PECVD、电化学沉积等)技术直接形成于所述凸起部上部，并且所述帽形结构亦可随所述凸起部沿横向连续延伸，从而使相邻帽形结构之间形成沿横向连续延伸的开口部，如此一方面可以保证对混杂于待处理的流体内的选定颗粒的处理，亦还保持很高的通量，且降低了加工难度，节约了成本。
前述帽层的材质可以选自绝缘介质材料如氧化硅、氮化硅氧化铝、硼磷硅玻璃等，或者半导体材料如Si、ZnO、GaN、TiO2、InN等，或金属材料如Ag、Au、Al、Ni、Cr、Ti等，但不限于此。
其中，所述基体101可以具有较大的厚度，使其对前述微/纳米片阵列形成较好的支撑，同时还可进一步增强所述流体处理装置的机械强度，使所述流体处理装置耐压、耐弯折、耐碰撞、耐冲击，进而使其可以在多种环境中应用而不致损坏，例如可以应用于对高压、高速流体进行处理，这一功能是现有的多孔膜等无法企及的。
其中，所述流体处理装置各部分(101、102、103、104)的材料选择范围是多样的，可以是无机材料，也可以是有机材料，例如金属、非金属无机材料、塑料、陶瓷、半导体、玻璃、聚合物等。当这些部分都选择使用无机材料时，所述流体处理装置还具有耐温度变化的特性，可以处理高温和低温流体。
采用前述设计的流体处理装置可以(超声)清洗，多次使用，且仍旧保持良好的流体处理能力。
当利用所述的流体处理装置对流体进行处理时，含有杂质颗粒的流体(流体流向如图3中带有虚线的箭头所示)在进入前述帽形结构的阵列时，其中粒径大于一定数值的颗粒(或一些与流体不相容的液滴，例如空气中的水滴或油中的水滴)被阻挡在前述帽形结构的阵列之外，之后流体经由各帽形结构之间的开口部到达通孔102的入口处后再进入通孔102，实现对流体的净化和/或者对所需颗粒(液滴)的富集回收。
在该实施例的一些具体应用方案中，前述各帽层的间隙可以为1nm～50μm，帽层的高度可以为50nm～200μm。
在该实施例的一些具体应用方案中，前述通孔的孔径可以为1μm～1mm，前述基体的厚度可以>1μm。
在该实施例的一些具体应用方案中，前述横梁的高度可以为0.1μm～400μm，宽度可以为0.1um～100μm，各横梁的间距可以为0.1μm～100μm。
形成于相邻帽形层及相邻横梁之前的开口部的纵向截面可以是规则或不规则形状的，例如可以是梯形、多边形(三角形、四边形或其它)、圆形、椭圆形、星形等等。
前述横梁及帽形层可以规则或不规则、均匀或非均匀的分布在所述基体的第一表面上。
另外，在该第一实施例中，前述通孔102的形状可以是多样的，例如可以是圆形、正方形、长方形或其它形状。
在本申请的其它一些实施例中，一种流体处理装置可以具有与前述实施例中任一者相似的结构，不同之处在于：在横梁、帽形层及基体表面还可设置有光催化材料层。在以包含光催化材料层的流体处理装置对流体进行处理时，若辅以紫外光照等，还可对流体中的一些有机污染物等进行光催化降解，实现对流体的多重净化。
其中，为利于光线透入，所述帽形层、横梁及基体中的部分或全部可以由透明材料制成。在本实施例的一些具体实施方案中，所述帽形层、横梁可以整体由透明材料制成，例如光线射入。
其中，较为典型的光催化材料可以是二氧化钛等，但不限于此。
其中，为形成所述光催化材料层，本领域技术人员可以采用业界已知的多种方式，例如涂布(旋涂、喷涂、印刷等)、物理或化学气相沉积(如MOCVD、PECVD、原子层沉积等)、溅射等等，且不限于此。
其中，所述光催化材料层的厚度可以被控制在纳米级，以尽量减少其对所述流体处理装置的流体通量的影响。
该实施例中所采用的基体、帽形层、横梁、通孔等的结构、设置形式、材质等可与前文述及的相同或相似，故而此处不再赘述。
在本申请的其它一些实施例中，一种流体处理装置可以具有与前述实施例中任一者相似的结构，不同之处在于：在横梁、帽形层及基体表面还可设置有抗菌材料层。在以包含抗菌材料层的流体处理装置对流体进行处理时，可以在流体的处理过程中，同步灭杀流体中的细菌、病毒等，实现对流体的多重净化。
其中，较为典型的抗菌材料可以是诸如Au、Ag等贵金属等，但不限于此。
其中，为形成所述抗菌材料层，本领域技术人员可以采用业界已知的多种方式，例如涂布(旋涂、喷涂、印刷等)、物理或化学气相沉积(如MOCVD、PECVD、原子层沉积等)、溅射等等，且不限于此。
其中，所述抗菌材料层的厚度可以被控制在纳米级，以尽量减少其对所述流体处理装置的流体通量的影响。
该实施例中所采用的基体、帽形层、横梁、通孔等的结构、设置形式、材质等可与前文述及的相同或相似，故而此处不再赘述。
本申请的所述流体处理装置可以通过物理、化学方法制备，例如可以是化学生长法、物理加工法等，特别是MEMS(微机电系统，MicroelectromechanicalSystems)法等。
在本申请的另一些实施例中，一种流体处理装置的制备工艺可以包括如下步骤：
S1：提供衬底(例如硅片)；
S2：在衬底的一侧表面(命名为第一表面)上光刻出微纳米尺度的线条，即形成图形化的光刻胶掩模；
S3：在所述衬底的第一表面刻蚀(RIE、ICP、湿法腐蚀、电化学腐蚀等)出微纳米尺度的多根横梁，之后除去所述光刻胶掩模；
S4：在所述衬底的与第一表面相背对的另一侧表面(命名为第二表面)上设置光刻胶刻蚀掩模；
S5：对所述衬底的该另一侧表面进行刻蚀，直至在所述衬底的该另一侧表面形成作为流体通道的通孔；
S6：除去光刻胶刻蚀掩模，之后在有衬底的有横梁一侧的表面蒸镀或沉积或生长帽层结构。蒸镀或沉积或生长工艺过程中存在侧向延伸的现象，能够使帽层间隙随着厚度的增加而减小，最小可以达到几个纳米。
S7：划片、封装，制得流体处理装置(该步骤在图中未示出)。
前述各步骤中采用的刻蚀方法还可以是光刻、机械刻蚀、干法刻蚀、湿法刻蚀等。
例如，在前述步骤中，形成图形化的光刻胶掩模的方法包括：光刻技术、纳米小球掩膜技术、纳米(金属)颗粒掩膜技术等，且不限于此。
显然，本申请流体处理装置的制备工艺是简单可控的，适合批量化大规模生产，且所获流体处理装置至少具有如下优点：(1)通量大，流阻小；(2)物理过滤，能有效清除大于纳米缝隙的颗粒；(3)跨越式横梁和较大的衬底厚度，可以保证高机械强度；(5)可以(超声)清洗，多次使用。
应当理解，上述实施例仅为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于包括：
具有第一流体通道的基体，所述第一流体通道具有流体入口和流体出口，所述第一流体通道的流体入口分布于所述基体的第一表面；
彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，下部固定设置于所述基体的第一表面，上部设有沿横向连续延伸的帽形结构，所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，而相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，所述开口部的口径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，其中至少两个所述的凸起部分别与所述第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置，以及至少一个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过，从而使复数个帽形结构、复数个凸起部与基体之间配合形成与所述第一流体通道连通的第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道；
所述帽形结构可随所述凸起部沿横向连续延伸，使相邻帽形结构之间形成沿横向连续延伸的开口部；
所述帽形结构的材质为自绝缘介质材料，或半导体材料，或金属材料；
至少两个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过；
所述帽形结构与凸起部一体设置。
2.根据权利要求1所述的基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于：所述复数个凸起部平行分布在所述基体的第一表面上。
3.根据权利要求1所述的基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于：所述帽形结构具有倒梯形截面结构。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于：形成于相邻帽形结构之间的开口部的口径为1nm～50μm；所述帽形结构的高度为50nm～200μm。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于：相邻凸起部之间的距离为0.1μm～100μm；所述凸起部的高度为0.1μm～400μm，宽度为0.1μm～100μm。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于：所述第一流体通道的孔径为1μm～1mm；所述基体的厚度在1μm以上。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的基于多孔膜的流体处理装置，其特征在于：至少于所述凸起部、帽形结构和基体中的任一者的表面还设置有功能材料层，所述功能材料层的材质包括光催化材料或抗菌材料；所述凸起部、帽形结构和基体中的至少一者的至少局部为透明结构。
8.如权利要求1-7中任一项所述基于多孔膜的流体处理装置的制备方法，其特征在于包括：
提供具有第一表面和与第一表面相背对的第二表面的衬底；
在所述衬底的第一表面加工形成彼此间隔设置的复数个凸起部，所述凸起部沿横向在所述基体的第一表面上连续延伸，其下部固定设置于所述基体的第一表面；
对所述衬底的第二表面进行加工，形成贯穿所述衬底的第一流体通道，并使所述第一流体通道的流体入口分布于所述衬底的第一表面，且使至少两个所述的凸起部分别与第一流体通道的流体入口的相背对的两侧相邻设置以及使至少一个所述的凸起部直接从所述第一流体通道的流体入口上通过；
在所述凸起部上部形成沿横向连续延伸的帽形结构，并使所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，且使相邻帽形结构之间形成有可供流体通过的开口部，所述开口部的口径大于0但小于混杂于待处理的流体内的选定颗粒的粒径，从而在复数个帽形结构、复数个凸起部与衬底之间配合形成第二流体通道，且待处理的流体仅能通过所述第二流体通道进入第一流体通道。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于包括：
在所述衬底的第一表面上设置图形化的第一掩模，再对所述衬底的第一表面进行刻蚀，从而在所述衬底的第一表面形成彼此间隔设置的复数个凸起部，之后除去所述第一掩模；
在所述衬底的第二表面上设置图形化的第二掩模，再对所述衬底的第二表面进行刻蚀，直至形成贯穿所述衬底的第一流体通道，再除去所述第二掩模；
至少选用蒸镀、沉积和生长中的任一种方式在所述复数个凸起部上部分别形成帽形结构，并使所述帽形结构的相背对的两侧部沿侧向外延，且使相邻帽形结构之间形成所述的开口部。
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