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            貝士德儀器科技(北京)有限公司

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            你的膜材料孔徑分析準確嗎?-------深入研究孔徑幾種測試方法

            你的膜材料孔徑分析準確嗎?-------深入研究孔徑幾種測試方法
            貝士德  2016-07-14  |  閱讀:2945

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             一,氣體吸附法

            1.測試原理:根據低溫氮吸附獲得孔體積,從而得到孔隙率。該方法只能獲得200nm以下尺寸孔結構的孔體積,無法表征200nm以上孔的信息,對于大量濾膜不適用

            2.孔徑測試范圍:0.35-500nm

            3.測試膜材料孔徑缺點:測試孔徑范圍0.35-500nm;對于微米級別的孔則無法測試;隔膜材料中通孔的孔喉直徑(即通孔最窄處的直徑)是最關鍵,最重要的,而氮吸附測試不區(qū)分通孔和盲孔,所以孔徑測試誤差會很大

            4.方法測試原理圖:

             

                   

             二,壓汞法

            1.測試原理:借助外力,將汞壓入干燥的多孔樣品中,測定滲入樣品中的汞體積隨壓力的變化關系,并據此計算樣品的孔徑分布。該法將不透氣的U形孔也折算進去,因此測定結果的參考價值不大。如果想測試較小孔徑,如100nm以下,需要非常大的壓力(20MPa以上)才能把汞注入材料孔道內,這樣大的壓力是一般材料承受的,在高壓下,膜材料的孔結構會變形甚至壓垮,致使結果偏離理論值;

            2.孔徑測試范圍:50nm-500um

                 3.測試膜材料孔徑缺點:(1)孔徑范圍:50nm-500um;如果想測試較小孔徑,如100nm以下,需要非常大的壓力(20MPa以上)才能把汞注入材料孔道內,這樣大的壓力是一般有機材料不能承受的,在高壓下,膜材料的孔結構會變形甚至壓垮,致使結果偏離理論值;但是對于泡壓法,對材料施加的壓力要小得多;(3)同氮吸附一樣,壓汞法無法區(qū)分通孔和盲孔,更無法表征孔喉處的尺寸。

                 4.測試原理圖

             

             在顆粒之間的液態(tài)汞被壓入孔中,被汞侵入的孔徑是所用的壓力函數;右圖樣品管,通過金屬外套和電極帽(平板電極)進行注汞/排汞體積的測量。

             


            三, 泡點法


            測試原理:當孔道被液體潤濕劑封堵時,由于潤濕劑表面張力的作用,此時如果用氣體把孔打開的話,則需要給氣體施加一定的壓力,而且孔越小則開孔所需壓力越大。通過對比多孔材料在干燥與濕潤狀態(tài)下壓力與氣體流量之間的關系曲線,按照一定的數學模型計算就可獲得樣品的孔徑分布。

                  

            2.孔徑測試范圍:20nm-500um

            3.對氣液排出法而言,由于氣液界面張力較大,只能通過加大氣體壓力來測量更小的孔徑,但是高壓易導致漏氣、樣品變形、壓力降等一系列問題。泡點法的弊端在于不適于測量小孔徑的膜材料

             

             


            4.儀器測試報告截圖




             

             

            5.儀器圖片

                 

             


            四,懸浮液過濾法



            1.測試原理:是以球形粒子懸浮液為介質,使用待測樣品對其進行錯流過濾,對比原懸浮液和透過液中粒子粒度分布的變化即可計算孔徑分布,透過液中最大粒子的直徑,即為該多孔材料的最大孔徑。

            五,液液排除法

                 1.測試原理與泡點法類似,也用于測量孔喉,只不過是采用與潤濕劑互不相溶的另一種液體代替氣體作為開孔劑;

            2.測試原理:10nm-200um

            3.測試膜材料孔徑優(yōu)缺點:由于液液界面張力較小,在測量較大孔徑時只需極小的壓力,因而壓力的測量誤差較大,其最佳測量范圍是10納米至200微米。


            泡壓法(氣液驅替) 壓力-孔徑對應關系

               根據公式:D=4γCosθ/△P ,計算如下:

            差△P/bar

                            孔徑/μm

            浸潤液:水

            γ=72.75 mN/m

            浸潤液:porofil

            γ=16 mN/m

            0.005

            416.13

            91.52

            0.01

            208.07

            45.76

            0.05

            41.61

            9.15

            0.1

            20.81

            4.58

            0.5

            4.16

            0.915

            1

            2.08

            0.458

            5

            0.416

            0.092

            10

            0.208

            0.046

            15

            0.139

            0.031

            20

            0.104

            0.023

            25

            0.083

            0.018

            30

            0.069

            0.015

            35

            0.059

            0.013

             


             



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