一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置及方法，本发明专利技术装置，包括：玻璃基底层、Fe

【技术实现步骤摘要】
一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置及方法


[0001]本专利技术涉及分离海洋中微塑料颗粒
，具体而言，尤其涉及一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置及方法。

技术介绍

[0002]负磁泳技术是指在顺磁性盐溶液或铁磁流体中的颗粒受磁场力的作用产生浓度差，且磁场强度梯度越高的地方，颗粒的浓度越高，当非磁性颗粒流经磁场区域时，浓度差会推动非磁性颗粒向浓度低的方向运动。负磁泳技术具有无标记和非接触的优点，且不会对微颗粒造成损伤。
[0003]海洋中的塑料来源包括陆源输入、海上作业、海上运输、海上养殖、港口等，这些塑料经过物理、化学和生物等过程裂解成更小的微塑料颗粒。海洋中的微塑料是指通过各种途径进入海洋中的直径小于5mm的塑料颗粒。微塑料的性质相对稳定，降解过程较慢，能存在数百年至几千年，会对海洋生态环境造成持续性的危害。
[0004]目前，微塑料的分离方法包括密度分离法、疏水性分离法、粒径尺寸分离法等。但是密度分离法适用于处理粒径尺寸在毫米级范围的微塑料颗粒，难于处理微/纳米级微塑料颗粒。疏水性分离法存在检测过程耗时，难以回收分离后的微塑料颗粒等不足。粒径尺寸分离法只能确定纳米级微塑料颗粒的存在，不能确定它们的含量。

技术实现思路

[0005]根据上述提出的技术问题，提供一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置及方法。本专利技术利用负磁泳技术，使不同尺寸的微塑料颗粒在流经磁场区域时产生不同的纵向位移，实现微塑料颗粒的分离。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置，包括：玻璃基底层、Fe
‑
PDMS磁极阵列、PDMS盖片层、永磁体；
[0008]PDMS盖片层玻璃基底层键合，用于微塑料颗粒的注入与分离；
[0009]Fe
‑
PDMS磁极阵列积淀在玻璃基底层，并设置在PDMS盖片层的分离区，用于在PDMS盖片层的分离区形成磁场区域；
[0010]永磁体嵌入在PDMS盖片层中，且设置在Fe
‑
PDMS磁极阵列侧，并与Fe
‑
PDMS磁极阵列之间保持一定的间距，用于为磁场区域提供磁力。
[0011]进一步地，所述PDMS盖片层上设置有第一入口、第二入口，第一进样通道、第二进样通道，主通道，第一出样通道、第二出样通道，第一出口、第二出口；其中：
[0012]第一入口通过第一进样通道与主通道连接，第二入口通过第二进样通道与主通道连接；
[0013]主通道通过第一出样通道与第一出口连接，主通道通过第二出样通道与第二出口连接。
[0014]进一步地，所述Fe
‑
PDMS磁极阵列由两个Fe
‑
PDMS磁极组成，包括第一Fe
‑
PDMS磁极与第二Fe
‑
PDMS磁极，第一Fe
‑
PDMS磁极与第二Fe
‑
PDMS磁极并列设置在主通道的一侧，且与主通道保持一定的间距。
[0015]进一步地，所述第一Fe
‑
PDMS磁极和第二Fe
‑
PDMS磁极的结构相同，其一端为锯齿结构，另一端为平滑结构，锯齿结构正对设置在主通道的一侧，平滑结构正对设置在永磁体的一侧。
[0016]进一步地，第一Fe
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PDMS磁极和第二Fe
‑
PDMS磁极距离主通道(7)10um。
[0017]进一步地，所述永磁体距离第一Fe
‑
PDMS磁极和第二Fe
‑
PDMS磁极1mm。
[0018]本专利技术还提供了一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离方法，包括：
[0019]S1、制作待检测混合样品；
[0020]用浓度为0.01％的Fe3O4纳米颗粒制备铁磁流体，将微塑料颗粒A、B混合在铁磁流体中形成混合样品；
[0021]S2、注入待检测混合样品；
[0022]将混合样品用注射泵从第二入口注入微通道中，然后将相同浓度的铁磁流体从第一入口注入微通道中；
[0023]S3、分离微塑料颗粒；
[0024]等待混合样品流过主通道，最终微塑料颗粒B会偏向第一出样通道流到第一出口，微塑料颗粒A会通过第二出样通道流到第二出口，实现微塑料颗粒的分离。
[0025]进一步地，所述微塑料颗粒B的粒径大于所述微塑料颗粒A的粒径。
[0026]进一步地，所述注入第二入口的样品流量与注入第一入口的鞘液流量的比例为1:5。
[0027]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]1、本专利技术提供的微塑料颗粒分离装置，利用负磁泳技术分离微塑料颗粒，无需对微塑料颗粒进行标记，不会对微塑料颗粒产生损伤。
[0029]2、本专利技术提供的微塑料颗粒分离装置，操作简单，可以对微米级别的微塑料颗粒进行分离，且分离的精度高。
[0030]基于上述理由本专利技术可在分离海洋中微塑料颗粒等领域广泛推广。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置整体结构示意图。
[0033]图2为本专利技术Fe
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PDMS磁极的结构示意图。
[0034]图中：1、玻璃基底层；2、PDMS盖片层；3、第一入口；4、第二入口；5、第一进样通道；6、第二进样通道；7、主通道；8、第一Fe
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PDMS磁极；9、永磁体；10、第二Fe
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PDMS磁极；11、第一出样通道；12、第二出样通道；13、第一出口；14、第二出口。
具体实施方式
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0036]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置，其特征在于，包括：玻璃基底层(1)、Fe
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PDMS磁极阵列、PDMS盖片层(2)、永磁体(9)；PDMS盖片层(2)玻璃基底层(1)键合，用于微塑料颗粒的注入与分离；Fe
‑
PDMS磁极阵列积淀在玻璃基底层(1)，并设置在PDMS盖片层(2)的分离区，用于在PDMS盖片层(2)的分离区形成磁场区域；永磁体(9)嵌入在PDMS盖片层(2)中，且设置在Fe
‑
PDMS磁极阵列侧，并与Fe
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PDMS磁极阵列之间保持一定的间距，用于为磁场区域提供磁力。2.根据权利要求1所述的基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置，其特征在于，所述PDMS盖片层(2)上设置有第一入口(3)、第二入口(4)，第一进样通道(5)、第二进样通道(6)，主通道(7)，第一出样通道(11)、第二出样通道(12)，第一出口(13)、第二出口(14)；其中：第一入口(3)通过第一进样通道(5)与主通道(7)连接，第二入口(4)通过第二进样通道(6)与主通道(7)连接；主通道(7)通过第一出样通道(11)与第一出口连接(13)，主通道(7)通过第二出样通道(12)与第二出口(14)连接。3.根据权利要求1所述的基于负磁泳技术的微塑料颗粒分离装置，其特征在于，所述Fe
‑
PDMS磁极阵列由两个Fe
‑
PDMS磁极组成，包括第一Fe
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PDMS磁极(8)与第二Fe
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PDMS磁极(10)，第一Fe
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PDMS磁极(8)与第二Fe
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PDMS磁极(10)并列设置在主通道(7)的一侧，且与主通...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，陈斌，高天博，孔德健，王俊生，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：