膜材料孔径分析方法介绍
1万分子量膜包 孔径
1万分子量膜包孔径1万分子量膜包是一种常见的膜材料,其孔径在制备过程中起着重要的作用。
孔径是指膜包中微孔的直径或尺寸,它的大小直接影响着膜的分离性能和透过性能。
下面将从不同角度介绍1万分子量膜包的孔径特性。
一、孔径的定义和测量方法孔径是膜包中微孔的直径或尺寸。
测量孔径的常用方法有扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和气体渗透实验等。
其中,SEM和TEM能够直观地观察到微孔的形态和大小,而气体渗透实验则可以通过测量气体通过膜包的速率来间接计算孔径。
二、孔径对分离性能的影响1. 孔径大小和分离效果:孔径越小,膜包的分离效果越好。
当溶质的分子尺寸大于孔径时,溶质无法通过孔径进入膜包内部,从而实现分离效果。
2. 孔径分布的均匀性:孔径分布均匀的膜包具有更好的分离性能。
如果孔径分布不均匀,会导致部分溶质无法被有效分离,从而影响膜包的分离效果。
三、孔径对透过性能的影响1. 孔径大小和透过速率:孔径越大,溶质透过膜包的速率越快。
当溶质的分子尺寸小于孔径时,溶质可以通过孔径进入膜包内部,并实现透过效果。
2. 孔径分布的均匀性:孔径分布均匀的膜包具有更好的透过性能。
如果孔径分布不均匀,会导致部分溶质无法被有效透过,从而影响膜包的透过效果。
四、孔径的调控方法1. 膜材料的选择:不同材料的膜包具有不同的孔径特性。
可以根据需要选择不同材料的膜包来调控孔径。
2. 制备工艺的优化:制备膜包的工艺参数对孔径有一定的影响。
可以通过调整工艺参数,如溶液浓度、沉淀pH值等来调控孔径。
五、应用领域1. 分离膜:孔径合适的膜包可以应用于分离过程中,如超滤、微滤等领域。
2. 透析膜:孔径合适的膜包可以应用于肾脏透析等医学领域。
3. 生物传感器:孔径合适的膜包可以应用于生物传感器中,用于检测特定分子的存在和浓度。
总结:1万分子量膜包的孔径是其重要的特性之一,决定着膜包的分离性能和透过性能。
孔径的大小和分布均匀性对膜包的性能有着重要影响,可以通过选择合适的材料和优化制备工艺来调控孔径。
防水透气膜的孔径
防水透气膜的孔径全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:随着科技的不断发展和进步,防水透气膜已经成为人们生活中不可或缺的产品之一,它广泛应用于建筑、医疗、服装、运动器材等领域。
在防水透气膜中,孔径是一个非常重要的参数,它直接影响着膜的透气性能和防水性能。
本文将从防水透气膜的孔径以及其对产品性能的影响等方面展开讨论,希望能为广大读者提供一些参考。
防水透气膜的孔径是指膜表面上所呈现出的微小孔洞的尺寸,通常以微米(μm)为单位来表示。
在实际生产中,防水透气膜的孔径是通过特殊的工艺方法加工而成的,通过控制加工工艺能够实现不同大小、形状和密度的孔洞,从而满足不同产品的需求。
防水透气膜的孔径大小对产品的使用性能有着重要的影响。
孔径的大小直接决定了膜的透气性能。
孔径越大,透气性能越好,空气和水蒸气可以更容易地穿过膜表面,从而有效实现透气效果。
而孔径越小,膜的透气性能就会相应减弱,透气效果也不如孔径较大的膜。
在选择防水透气膜时,需要根据实际使用环境和需求来确定合适的孔径大小,以确保膜能够有效发挥其透气功能。
孔径的大小还影响着膜的防水性能。
通常情况下,防水透气膜的孔径越小,防水性能越好。
微小的孔洞能够有效阻挡水分子的进入,避免水分渗透到被保护物表面,起到有效的防水作用。
在一些对防水性能要求较高的场合,会选择孔径较小的防水透气膜来使用,以确保产品的防水效果。
孔径的形状和密度也对防水透气膜的性能有着重要的影响。
通常情况下,孔洞形状规则、密度均匀的防水透气膜其性能会更加稳定和优越。
而孔洞形状不规则、密度不均匀的膜则可能会导致透气性能不稳定、防水性能差等问题。
在生产过程中,需要通过精密的加工工艺来确保孔径形状和密度的均匀性,从而提高防水透气膜的整体性能和品质。
防水透气膜的孔径是影响其性能的重要因素之一。
在选择和应用防水透气膜时,需要根据产品的使用环境和需求来确定合适的孔径大小、形状和密度,以确保产品能够发挥出最佳的防水透气性能。
膜表征方法简介
滤速法
假设存在毛细管孔 利用HagenPoiseuille方程通过 测量在一定压力下 通过膜的通量可得 到孔径。 通过改变压力即将 泡点法和渗透法相 结合,可以测定孔 径分布。
nr Spt Q 8d
4
Q:透过膜的液体流量; n:孔密度; r:孔半径; S:有效膜面积; △p:应用压力; t:液体透过膜量所用的时间; η:渗透液粘度; d:毛细孔长度,即膜的厚度
压汞法
压汞法是把汞注入干膜中,并在不同压力 下测定汞的体积。压力和孔径的关系仍满 足Laplace方程。由于汞不同润湿膜(接触 角大于90度),汞与聚合物材料的接触角 一般为141.3度,汞/空气界面的表面张力 为0.48N/m,因此Laplace变为:
在一定压力下汞渗入膜微孔中,汞位的变 化反应了样品膜中汞体积的变化,它通过 铂电极电阻的变化来表示,由各压力下汞 进入膜样品的累积体积,可得孔径-孔百分 比的累积曲线,微分后得到孔径分布曲线
电子显微镜法
电子显微镜是用于膜表征的一种设备,可以分成两 种:扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜 (TEM)。对于研究和表征微滤膜的多孔结构,可 以对膜的表面和横断面进行观察。 简单电子显微镜的分辨率为0.01μm(10nm),更高 级电子显微镜的分辨率可达5nm左右(微滤膜的孔 径为0.1~10μm)。 扫描电子显微镜是用于表征微滤膜的简单而有效的 仪器。对表层、横断面和底层可得到V 的入射电子(又称为一 次电子)撞击在膜试样 上,从试样表面原子中 撞击出二次电子,这些 二次电子在检测器的屏 幕上形成一定的图象。 为避免试样被烧坏,可 在表面上覆盖一层导电 层防止表面带电,通常 用金制薄层,即喷金。
扫描电子显微镜原理示意 图
膜孔径测定方法
微滤膜的孔径为0.05-10μm ,扫描电镜可分辨。 超滤膜的孔径为1nm-30nm ,扫描电镜的分辨率低于 5-10nmnm,所以采用扫描电镜观测超滤膜的结构是困难的。 透射电镜的分辨率比扫描电镜要高得多,约为 3-4Å 正确制样,高分辨率的透射电镜可以观测超滤膜的表面细 微结构。 环境扫描电子显微镜(ESEM),克服了常规SEM 的局限性。使湿的、油性的、脏的和不导电的变化
[2] (3)液-液置换法
• 当多孔膜的膜孔被一种液体(浸润剂)所充满时,另一种作 为渗透剂的与该浸润剂不互溶的液体要通过膜孔所需的 压力与膜孔半径存在的关系可由Laplace方程表述如下 • ΔP=2σcosθ/r。
• 随着压力的增加,渗透剂依次被压通过膜中小孔,此时流量为Qi,当膜 上所有孔都被渗透剂替代后,再减压测定渗透剂通过膜的实际流量Q0, 在湿膜流量Qi达到Q0的50%处,定为平均孔径r。 • 一般选择正丁醇-水作为测试体系,假设膜完全被浸润剂润湿,即 θ=0°,并且在孔径分布内的膜孔长度相等,则可得到膜的孔径分布。 • 根据Hagen-Poiseuille定律: Q=nπr4ΔP/(8μL) • 式中:Q——所测流量,mL/min;n——孔数量;μ——流体黏度,Pa· s;L— —孔长,m。
(1)泡点法
• 基本假设:膜孔截面为圆形。由固一液界面理论 (拉普拉斯)
•
•
最大孔径d=2r*Cos接触角/P
用气体对该液体施加一外界压力, 当气体压力差p=△P时, 液体被排出毛细管,
•
因此毛细管的半径
泡点法测定微孔滤膜孔径
原理 当气体通过充满了液体的膜孔时,若气体的压力与 膜孔内液体的界面张力相等,则孔内的液体逸出, 即得泡点压力与膜的孔径之间关系:
陶瓷膜孔径测试 -回复
陶瓷膜孔径测试-回复如何测试陶瓷膜的孔径。
第一步:什么是陶瓷膜孔径?陶瓷膜是一种常见的过滤材料,通常由陶瓷颗粒制成。
陶瓷膜的孔径是指其过滤效果的重要参数,它决定了能够通过陶瓷膜的溶质的大小。
第二步:为什么要测试陶瓷膜孔径?陶瓷膜的孔径大小直接影响其过滤效果,因此测试陶瓷膜孔径是确保其质量和性能的关键。
准确的孔径测试结果可以帮助生产商了解陶瓷膜的过滤性能,以便进行质量控制和改进。
第三步:一般的陶瓷膜孔径测试方法有哪些?1. 直接观察法:这是最简单和常见的方法之一。
通过使用显微镜或电子显微镜等工具,直接观察陶瓷膜的表面和截面,以估算孔径的大小。
2. 涂料法:这种方法是将一层已知孔径尺寸的涂料涂覆在陶瓷膜表面,并观察涂层下的孔隙情况。
根据孔隙的分布情况和涂层孔径大小,可以推算出陶瓷膜孔径的范围。
3. 流体渗透法:将已知孔径的流体通过陶瓷膜,并测量流体通过时间和压力差等参数,来计算出孔径大小。
第四步:常用的孔径测试仪器有哪些?1. 扫描电子显微镜(SEM):SEM是一种常用的孔径测试工具,它能够通过电子束扫描样品表面,获得高分辨率的图像。
通过对图像进行分析和测量,可以得到陶瓷膜的孔径大小和分布情况。
2. 压汞仪:压汞仪是一种适用于孔径测试的传统仪器。
它通过测量汞在孔隙中的渗透性来计算孔径大小。
然而,由于陶瓷膜具有较低的孔隙率,常规的压汞仪可能无法适应其测试要求。
3. 离心渗透仪:离心渗透仪是一种比较新近的孔径测试仪器。
它通过让流体在陶瓷膜上形成一层薄膜,并将陶瓷膜离心,通过测量渗透液的旋转半径来计算孔径大小。
第五步:如何选择适合的孔径测试方法和仪器?选择适合的孔径测试方法和仪器应根据实际情况和需求进行综合考虑。
如果资源有限,且对测试精度要求不高,可以选择直接观察法进行初步估算。
如果需要更精确的结果,可以选择涂料法、流体渗透法等量化测试方法。
对于高要求的研究和质量控制,可以考虑使用SEM、压汞仪或离心渗透仪等先进的仪器。
中空纤维膜 孔径-概述说明以及解释
中空纤维膜孔径-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述中空纤维膜(Hollow Fiber Membrane)作为一种重要的分离膜材料,在膜分离领域中具有广泛的应用前景。
其独特的结构和优异的性能使其在水处理、气体分离、生物医药等领域得到了越来越多的关注和研究。
中空纤维膜由成千上万个微小的空心纤维组成,每根纤维的外层是固体膜材料,内部是空心的。
相比于传统的平板膜及空心纤维膜,中空纤维膜具有较大的表面积和更高的通量。
而中空纤维膜孔径的控制则是决定其分离性能的重要因素之一。
中空纤维膜孔径的大小直接影响着对不同颗粒物质的分离效果。
孔径较大的中空纤维膜可以实现高通量的分离过程,适用于对大分子物质和悬浮液等进行处理;而孔径较小的中空纤维膜则可以对细菌、病毒等微生物进行有效的拦截和分离。
因此,中空纤维膜孔径的控制非常关键,对于不同领域中的应用具有重要意义。
本文将重点探讨中空纤维膜孔径的重要性,包括其在水处理、气体分离以及生物医药等领域的具体应用。
同时,通过对中空纤维膜孔径的研究现状和发展趋势进行剖析,为进一步提高中空纤维膜的分离效率和应用性能提供有益的参考。
接下来,本文将从中空纤维膜的定义和特点出发,详细介绍中空纤维膜孔径的重要性,并对其应用前景、研究现状和发展趋势进行深入探讨,以期为中空纤维膜领域的研究者提供一些有价值的参考和启示。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织结构和每个章节的主要内容。
以下是针对该文章目录的一个可能的描述:文章结构:本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的。
概述部分简要介绍了中空纤维膜孔径的重要性。
文章结构部分详细说明了整篇文章的组织结构。
目的部分阐述了本文的研究目标。
正文部分包括中空纤维膜的定义和特点以及中空纤维膜孔径的重要性两个章节。
其中,中空纤维膜的定义和特点章节介绍了中空纤维膜的基本概念和其独特的结构。
中空纤维膜孔径的重要性章节阐述了孔径对中空纤维膜性能的影响和应用意义。
陶瓷膜孔径测试
陶瓷膜孔径测试是指对陶瓷膜的孔径大小进行测量和分析的过程。陶瓷膜是一种多孔性材 料,其孔径大小对于其分离和过滤性能至关重要。以下是一种常用的陶瓷膜孔径测试方法:
1. 气体渗透法(BET法): a. 准备一台气体吸附仪,如比表面积分析仪(BET仪)。 b. 将陶瓷膜样品放置在气体吸附仪中,并根据仪器的操作说明进行操作。 c. 使用一种适当的气体(通常是氮气)进行吸附和脱附过程,记录吸附和脱附等温线。 d. 根据吸附等温线的数据,使用BET理论计算出陶瓷膜的比表面积和孔径分布。
陶瓷膜孔径测试
2. 扫描电子显微镜(SEM): a. 将陶瓷膜样品放置在扫描电子显微镜中,并进行必要的前处理,如表面清洁和金属涂
覆。 b. 使用适当的显微镜参数和放大倍数,对陶瓷膜进行观察和图像获取。 c. 根据显微镜图像,使用图像处理软件或手动测量工具,测量孔径大小和分布。
3. 液体渗透法: a. 准备一台渗透试验仪,如毛细管流量计。
陶瓷膜孔径测试
b. 将陶瓷膜样品放置在渗透试验仪中,并使用一种适当的液体(如水或溶液)进行渗透 测试。
c. 根据液体渗透的流量和压力数据,使用渗透理论计算出陶瓷膜的孔径大小和分布。
陶瓷膜孔径测试
陶瓷膜孔径测试陶瓷膜孔径测试是指对陶瓷膜孔径进行测量和分析的过程。
陶瓷膜是一种微孔膜,具有较高的孔径分布和独特的结构特点,广泛应用于分离、过滤、催化和传感等领域。
为了确保陶瓷膜的性能和品质,对其孔径进行准确的测试非常重要。
目前,常见的陶瓷膜孔径测试方法主要有气体渗透法、液体渗透法和扫描电子显微镜(SEM)等。
这些方法各有优势和适用范围,用户可以根据具体需求选择合适的方法进行测试。
气体渗透法是一种常用的陶瓷膜孔径测试方法,它通过测量气体在陶瓷膜上的渗透速率来indirectly表征孔径大小。
测量过程中,将一定的压力差施加于膜的两侧,通过测量渗透气体的流量来计算孔径大小。
气体渗透法适用于孔径在纳米到微米范围的膜材料,但对于孔径较大的膜材料就不太适用了。
液体渗透法是另一种常见的陶瓷膜孔径测试方法,它通过测量液体渗透膜的速率来间接测量孔径大小。
和气体渗透法类似,液体渗透法也需要施加一定的压力差,并通过测量液体的渗透速率来计算孔径大小。
相比气体渗透法,液体渗透法通常可以测量更大孔径的膜材料。
SEM(扫描电子显微镜)是一种直观可见的陶瓷膜孔径测试方法。
SEM使用高能电子束作为探测器,通过扫描样本表面,生成二维或三维的高分辨率图像。
通过分析这些图像,可以直接观察到孔径和孔隙的形貌和分布。
SEM是一种非常直观、直接的方法,但需要特殊的设备和操作技能,且测试过程相对较慢。
除了上述方法外,还有一些其他的陶瓷膜孔径测试方法,如巴氏堡氮吸附法、压汞法和光学显微镜观察法等。
不同的测试方法适用于不同的陶瓷膜材料和孔径范围,用户可以根据具体情况选择合适的测试方法。
在陶瓷膜孔径测试中,还需要注意一些实验细节,如样品的前处理、测试环境的控制、测试仪器的准确性和测试结果的可比性等。
此外,对于有特殊要求的膜材料,如多孔隙结构、细小孔径等,测试过程中还需要进行样品的后处理和数据的修正。
总之,陶瓷膜孔径测试是确保陶瓷膜性能和品质的重要一环。
防水透气膜的孔径-概述说明以及解释
防水透气膜的孔径-概述说明以及解释1.引言1.1 概述防水透气膜是一种具有特殊结构的材料,广泛应用于建筑、纺织、汽车、医疗等领域。
它具有防水和透气的双重功能,可以有效防止液体渗透,又能够让空气和水蒸气通过,实现透气排湿。
而孔径作为防水透气膜的一个重要参数,对其性能有着直接而关键的影响。
孔径是指防水透气膜中孔洞的尺寸大小。
它决定了水分子和气分子在膜材中传输的能力。
一般来说,孔径越大,透气性能越好,但防水性能相对较差;孔径越小,防水性能越好,但透气性能相对较差。
在防水透气膜的制造过程中,孔径的控制是一个重要的技术难题。
一方面,过大的孔径会导致水分子易于通过,从而影响防水性能;另一方面,过小的孔径会限制水蒸气和空气的通透性,影响透气性能。
因此,合理控制孔径的大小及分布是提高防水透气膜性能的关键。
此外,防水透气膜的孔径也受到一些外界因素的影响,例如膜材的选择、加工工艺、环境条件等。
特定应用环境下的要求也会对孔径的选择提出要求。
因此,对防水透气膜孔径的定义和研究对于设计和优化防水透气膜具有重要意义。
本文将对防水透气膜孔径的定义与意义进行探讨,并详细分析孔径对防水透气膜性能的影响,以期为防水透气膜的制备和应用提供一定的指导。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行讨论。
首先,在引言部分中,我们将概述研究的背景和重要性,并介绍文章的结构和目的。
其次,在正文部分,我们将探讨防水透气膜孔径的定义和意义,以及影响孔径的因素。
然后,我们将重点讨论不同孔径对防水透气性能的影响,通过实验结果和理论分析来支持我们的观点。
最后,在结论部分,我们将总结和回顾本文的主要内容,并强调孔径对防水透气膜的重要性。
此外,我们还将展望未来可能的研究方向,以便更好地理解和应用防水透气膜技术。
总的来说,本文的结构清晰,逻辑严谨,旨在全面分析防水透气膜的孔径相关问题,并为该领域的进一步研究提供参考与展望。
1.3 目的本文的目的是探讨防水透气膜的孔径对其性能的影响,并提供相关研究与应用的参考。
膜孔径测定方法
汞注入法实验中累积体积 随压力的变化
(3)液-液置换法[2]
• 当多孔膜的膜孔被一种液体(浸润剂)所充满时,另一种作 为渗透剂的与该浸润剂不互溶的液体要通过膜孔所需的 压力与膜孔半径存在的关系可由Laplace方程表述如下
• ΔP=2σcosθ/r。
• 随着压力的增加,渗透剂依次被压通过膜中小孔,此时流量为Qi,当膜 上所有孔都被渗透剂替代后,再减压测定渗透剂通过膜的实际流量Q0, 在湿膜流量Qi达到Q0的50%处,定为平均孔径r。
微滤膜的孔径为0.05-10μm ,扫描电镜可分辨。
超滤膜的孔径为1nm-30nm ,扫描电镜的分辨率低于 5-10nmnm,所以采用扫描电镜观测超滤膜的结构是困难的。
透射电镜的分辨率比扫描电镜要高得多,约为 3-4Å 正确制样,高分辨率的透射电镜可以观测超滤膜的表面细 微结构。
环境扫描电子显微镜(ESEM),克服了常规SEM
e 气泡出现最多时的压力值,带入公式可求出样品最小孔径。
f 由最大孔径与最小孔径即可算出平均孔径。
(2)压汞法
压汞法(Mercury intrusion porosimetry 简称 MIP),又称汞孔隙率法。是测定部分中孔和大 孔孔径分布的方法。基本原理是,汞对一般固体 不润湿,欲使汞进入孔需施加外压,外压越大, 汞能进入的孔半径越小。测量不同外压下进入孔 中汞的量即可知相应孔大小的孔体积。目前所用 压汞仪使用压力最大约200MPa,可测孔半径范 围为3.75~750nm。
的局限性。使湿的、油性的、脏的和不导电的样品不经处
理就可直接上机观测 。
二、间接测量法
间接法是利用与孔径有关的物理现象,通过实 验测出相应的物理参数,在假设孔径为均匀直通 圆孔的假设条件下,计算得到膜的等效孔径,主 要方法有泡点压力法、压汞法、氮气吸附法、液 液置换法、气体渗透法、截留分子量法、悬浮液 过滤法[1]。
薄膜孔径测试标准
薄膜孔径测试标准薄膜孔径测试是用于确定薄膜材料孔隙或微孔大小的一种方法。
以下是一些与薄膜孔径测试相关的常见标准:1.ASTM F316-03(2017)- Standard Test Methods for PoreSize Characteristics of Membrane Filters by Bubble Point and Mean Flow Pore Test:•该标准涵盖了使用气泡点法和平均流孔试验法测试膜过滤器孔径特性的方法。
2.ISO 4003:2017 - Rubber, Vulcanized or Thermoplastic --Determination of Pore Free Volume:•该国际标准规定了测定硫化橡胶或热塑性橡胶孔隙体积的方法。
3.ISO 17892-14:2016 - Geotechnical Investigation and Testing-- Laboratory Testing of Soil -- Part 14: Determination of Permeability by Flowing Pressure Head:•该标准描述了通过流动压力头法测定土壤渗透性的实验室测试方法。
4.ISO 13320:2009 - Particle Size Analysis -- Laser DiffractionMethods:•虽然主要用于颗粒尺寸分析,但激光衍射方法也可以用于薄膜孔径测试,特别是用于确定薄膜中微孔的尺寸。
请注意,这只是一小部分与薄膜孔径测试相关的标准,具体应根据您使用的薄膜类型和应用领域来选择适当的标准。
在进行薄膜孔径测试时,建议参考相关的国际标准组织(例如ASTM、ISO)或行业标准组织发布的标准以确保准确性和可重复性。
膜材料孔径分析方法介绍
你的膜材料孔径分析准确吗?----------深入研究孔径几种测试方法一,气体吸附法1.测试原理:根据低温氮吸附获得孔体积,从而得到孔隙率。
该方法只能获得200nm以下尺寸孔结构的孔体积,无法表征200nm以上孔的信息,对于大量滤膜不适用2.孔径测试范围:0.35-500nm3.测试膜材料孔径缺点:测试孔径范围0.35-500nm;对于微米级别的孔则无法测试;隔膜材料中通孔的孔喉直径(即通孔最窄处的直径)是最关键,最重要的,而氮吸附测试不区分通孔和盲孔,所以孔径测试误差会很大4.方法测试原理图:二,压汞法1.测试原理:借助外力,将汞压入干燥的多孔样品中,测定渗入样品中的汞体积随压力的变化关系,并据此计算样品的孔径分布。
该法将不透气的U形孔也折算进去,因此测定结果的参考价值不大。
如果想测试较小孔径,如100nm 以下,需要非常大的压力(20MPa以上)才能把汞注入材料孔道内,这样大的压力是一般材料承受的,在高压下,膜材料的孔结构会变形甚至压垮,致使结果偏离理论值;2.孔径测试范围:50nm-500um3.测试膜材料孔径缺点:(1)孔径范围:50nm-500um;如果想测试较小孔径,如100nm以下,需要非常大的压力(20MPa以上)才能把汞注入材料孔道内,这样大的压力是一般有机材料不能承受的,在高压下,膜材料的孔结构会变形甚至压垮,致使结果偏离理论值;但是对于泡压法,对材料施加的压力要小得多;(2)同氮吸附一样,压汞法无法区分通孔和盲孔,更无法表征孔喉处的尺寸。
4.仪器图片三,泡点法1.测试原理:当孔道被液体润湿剂封堵时,由于润湿剂表面张力的作用,此时如果用气体把孔打开的话,则需要给气体施加一定的压力,而且孔越小则开孔所需压力越大。
通过对比多孔材料在干燥与湿润状态下压力与气体流量之间的关系曲线,按照一定的数学模型计算就可获得样品的孔径分布。
2.孔径测试范围:20nm-500um3.对气液排出法而言,由于气液界面张力较大,只能通过加大气体压力来测量更小的孔径,但是高压易导致漏气、样品变形、压力降等一系列问题。
膜孔径测定方法分析
理就可直接上机观测 。
二、间接测量法
间接法是利用与孔径有关的物理现象,通过实 验测出相应的物理参数,在假设孔径为均匀直通 圆孔的假设条件下,计算得到膜的等效孔径,主 要方法有泡点压力法、压汞法、氮气吸附法、液 液置换法、气体渗透法、截留分子量法、悬浮液 过滤法[1]。
[1]张艳萍,潘献辉等 中空纤维微滤膜孔径检测方法研究[J] 膜科学与技术 2013年6月第3期第33卷
D= 4σk cosθ/p
式中 D——膜孔直径,μm; σ——液体表面张力, N/m; p—— 气体压力,Pa; C); θ ——液体与孔壁间的接触角,(º k——孔形修时,膜应被液体完全 润湿,否则将带来误差。 亲水性膜采用水为润湿液体; 疏水性膜采用醇为润湿液体。
(1)泡点法
• 基本假设:膜孔截面为圆形。由固一液界面理论 (拉普拉斯)
•
•
最大孔径d=2r*Cos接触角/P
用气体对该液体施加一外界压力, 当气体压力差p=△P时, 液体被排出毛细管,
•
因此毛细管的半径
泡点法测定微孔滤膜孔径
原理 当气体通过充满了液体的膜孔时,若气体的压力与 膜孔内液体的界面张力相等,则孔内的液体逸出, 即得泡点压力与膜的孔径之间关系:
膜孔径的测定方法
费锡智 环境工程 2013.9.24
目录
• 一、直接测量法 • 二、间接测量法 • 三、结论
一、直接测量法
1.直接法测膜孔径 (1)电子显微镜 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM) 电子显微镜表征膜的孔径、孔径分布及膜的形态结构。 制样至关重要。湿膜样品要经过脱水、蒸镀、复型等处理 。 逐级脱水法:膜样品用5%锇酸固定,然后在提取器中用CCl4 或乙醇逐级脱水,再用环氧树脂包埋固化,最后用超薄切片 机切成薄片。适用透射电子显微镜的观察。 低温冷冻脱水法:膜样品放在液氮或其他低温介质中冷冻, 使膜样品中的水急速冷冻为细小的结晶,然后在低温(至少 低于-60°C)和低真空下,使冷冻的结晶逐级升华。这样制备 的膜样品不收缩,经镀金或复型,可用电子显微镜观测。
孔径表征测试方法分类
孔径分布是多孔材料的重要性质之一.其测定方法主要有:1.显微技术使用显微技术可以得到膜的断面和外表的直观信息,进一步对图像进行分析可以得到孔隙率和孔径等结果.用于膜孔径表征的显微技术主要包括环境扫描电镜〔SEM〕、场发射才3描电镜〔FESEM、透射电镜〔TEM〕、原子力显微镜〔AFM〕和扫描隧道显微镜〔STEM .显微技术虽然能直观的观察到多孔材料的孔径类型和大小,但是由于显微电镜只能观察很小范围内的膜的孔径,测定的局限性较大,且样品的制备会影响到结果,仪器的价格一般也较为昂贵.2.压汞法该方法是借助外力,将对材料外表不浸润的液态金属汞压入到干的多孔样品中,测定进入样品中的汞的体积随外压的变化,通过计算可以确定样品的孔隙体积与孔径的关系.由于汞的外表张力较大,相应测定的孔径越小所需的压力也就越高,如对于1.5nm的孔测定压力高达450MPa,高压可能破坏膜的结构.另外,压汞法所测的孔包括材料的U型孔,这种孔对于过滤别离不起作用的.3.气体吸附-脱附等温线法〔物理吸附〕此方法通常使用惰性气体如氮气作为吸附质,恒定温度,改变吸附质的相对分压,分别测定多孔材料对吸附质吸附过程的吸附量和吸附质脱附过程中的脱附量,得到吸附等温线和脱附等温线,由数据采用不同的模型计算孔径分布.试样的孔隙体积由气体吸附质在沸点温度下的吸附量计算.此方法在测定支撑膜的孔结构时将受到支撑体的影响,常用于无支撑膜的测定,一般用来测定孔径在30nm以下的多孔膜.但该方法的过程较为复杂,且计算模型根据孔径和等温线的不同而不尽相同,4.量热法,分为浸润热测定法和热孔度法.浸润热测定法原理是测定干〞膜材料浸入不同液体时的始变,而始变的大小与孔结构有关.对于亲水性氧化物,通常以水为浸入液,而对于憎水性物质,那么使用有机物如笨和正己烷为浸入液.改变浸入液的分子大小,测定浸入过程的浸入速率和始变以确定膜的孔径.该方法主要用来测定孔径小于1nm的膜的外表积和孔径,如碳膜.热孔度法是利用毛细管中液-固相转变的Gibbs-Thompson效应来测定膜的孔径及分布.其原理是孔径内的液体的凝固点低于常态,其偏离值与孔径的大小成反比,测定多孔膜的差热曲线,然后根据孔径和差热的关系即可确定膜的孔径.5.截留率法截留率法是以蛋白、聚乙二醇等为参比物,测定膜对一定分子量参比物的截留程度.截留率:R=(cf-cP)/cf cf为原料液中的参比物浓度,cp为渗透液中参比物的浓度.通常将截留率大于90%的分子量作为膜的截留率指标.因此截留率越高,截留范围越窄,说明膜的别离性能越好,孔径分布越窄.然而膜的截留率不仅与膜的孔径和分布有关,还与膜材料的性质、膜的孔结构以及参比物的结构、性质和操作条件等有关.其测定过程也比拟麻烦.6.气体泡压法气体泡压法测定膜孔径分布主要是基于液体在孔中所受到的毛细管张力作用以及气体在毛细孔中的流动机理,测定气体透过液体浸润膜的流量与压差的关系,利用Laplace方程计算膜的孔径.该方法已成为ASTM的推荐方法.气体泡压法对于管状和片状多孔膜孔径的测定,简单方便、准确可靠、同时该方法与前述的气体吸附-脱附法、压汞法及量热测量法不同,它测得的是活性孔的孔径分布,即能透过流体的孔,因而更符合实际.气体泡压法在表征工业化产品中用于测定膜的最大孔径或缺陷尺寸,以及检测膜组件的密封性能更为方便实用.不过由于受润湿剂外表张力的影响,气体泡压法可测量的孔径最小一般在0.5微米左右.7.液体-液体排除法该方法测定原理与气体泡压法是相同的,但是采用两种不互溶的液体为渗透剂和润湿剂,即以液体渗透剂取代了气体泡压法的气体渗透剂.由于一般液体间的界面张力远低于气体与液体间的外表张力,因此测定相同大小的孔径, 其需要的压力更低,可测量的孔径就更小,不仅可以测定微滤膜,也可以测定超滤膜的孔径分布.膜孔中毛细作用由Laplace方程或Cantor方程确定;液体在圆柱孔中的渗透速率与压差的关系可由如下的Hagen-Poiseuille方程确定.Q=Tt nrp4 △ p/8 l r式中Q为液体的渗透量;w为液体的粘度;l为膜的厚度;.为膜的孔曲折因子;n为孔径为rp的孔数.由于渗透剂为不可压缩流体,因此可由传递方程直接导出孔径分布函数, 表达式如下所示:dQQf(r)/ ( rp5c2)d( p) p式中c2为常数.8.流体流动法通过测定流体〔气体或液体〕的渗透通量,由传质模型计算膜的平均孔径〔即水力半径〕.该方法较为简单,但得到的孔径反映了膜的整体流动性.(1) .液体渗透法.(2) .气体渗透法.该方法通过测定不凝性气体的渗透通量与压差的关系,由气体的渗透机理确定膜的平均孔径.9.渗透孔度法该方法是无机超滤膜孔径测定的重要方法之一.它结合了吸附-脱附法和气体渗透法的优点,使用气体-蒸汽混合物,限制相对蒸汽压,使蒸汽组分〔四氯化碳、甲醇、乙醇和环己烷〕在局部孔中冷凝,测定未出现冷凝孔中的气体渗透通量.根据吸附-脱附理论,测定采用脱附过程,即从相对蒸汽压为1开始, 使所有膜孔均被冷凝物堵塞,此时无气体透过膜.在逐步减小相对蒸汽压过程中,膜孔由大到小依次翻开,同时测定另一气体〔氮气或氧气〕透过膜的渗透量.测定一定相对蒸汽压下膜的气体渗透量,就可确定膜的孔径分布.该法可直接测定膜的活性孔,最小测定孔径可到1.5nm.但该方法需要使用蒸汽混合气体,对装置的限制要求较高.。
无机陶瓷膜孔径及孔径分布的测定与表征(I)
膜 工艺 , 并最 后 获得 高纯 度 的最终 产 品 。
1 1 无 机 陶瓷膜 优 点及发 展 趋 势 .
过 滤截 留精 度 、 离 效 率 及 处 理 量 的关 键 。然 而 分
有关孔径 、 孔径分布及孔 隙率 的测试研究起 步较
所谓 孔径 是 指 陶瓷 膜 开 孔 的 当量 圆直 径 ; 测
徐 坦 鲁 淑群 谭 。 , 蔚 朱企 新 曲金秋 叶世 海 , , 。
307 ) 00 1 (. 1 天津大学 , 天津 摘 30 7 ;. 00 2 2 南开大学 , 天津
要 : 论述 了硬质多孔 材料 中无 机陶瓷膜的发展 ; 介绍了硬质多孔材料孔径 以及 不同孔径范 围气体流量 分布测定 的
维普资讯
1 0
F UI MAC NE L D HI RY
Vo. 5, o 1 , 0 7 13 N . 1 2 0
文章编号 : 10 - 0 2 (0 7 1" 0 1 -0 0 5- 39 2 0 ) - 0 0 -5 - 1-
无机陶瓷膜 孔径及孔径分布 的测定 与表征 (I)
o eIo g ncCea e mb a e(I) f h n r a i r mime r n t
X a L h .u T N We , H i i , UJnqu , ES i a UT n ,U S uq n , A i Z U Q . n Q i.i Y h. i x h ( . i j n esy Taj 00 2 C i ;. aki nvri , i j 0 0 1C ia 1Ta i U i r t, i i 30 7 , hn 2 N na U ie t Ta i 30 7 , h ) nn v i nn a s y nn n
泡点法孔径仪测试方法
标题:泡点法孔径仪测试方法嘿,伙计们,今儿咱们来聊聊一个挺酷的检测小玩意儿——泡点法孔径仪。
这货虽然不是咱们日常能见到的,但它在科研和工业领域可是个大明星,用来测量滤材、滤膜这些材料的孔径大小和分布。
说白了,就是给各种微小的孔洞“量体裁衣”,确保它们的大小合适,不会让不该过去的东西溜过去。
接下来,我就用通俗易懂的话,给大家详细介绍一下这个泡点法孔径仪的测试方法。
首先,咱们得了解一下泡点法的原理。
这个方法就像是在量测一群小蚂蚁通过蚁穴的速度一样。
在一个干净的滤膜上,咱们涂上一层特制的液体,这种液体会渗透进膜孔里,但不会穿过去。
然后,咱们开始慢慢加大气压,就像吹气球一样,逐渐增加压力。
当压力到达一定程度时,这些液体会被推出膜孔,形成泡泡,这个时刻的压力值就是所谓的“泡点”。
好了,原理讲完了,咱们来看看具体的操作步骤:1. 准备阶段:先得把滤膜固定在一个特制的样品夹具上,确保它像平铺的床单一样展得平平整整的。
2. 润湿阶段:用咱刚才说的特制液体,也就是润湿液,涂抹在滤膜上。
这一步就像是给土地浇水,让液体充分渗透进膜孔。
3. 气泡产生阶段:开始缓缓增加气压,同时观察样品表面。
当看到第一个气泡冒出来的时候,记下这时的压力值,这就是泡点压力。
4. 数据分析阶段:根据泡点压力,利用相关的公式和软件,计算出滤膜的孔径大小和分布情况。
这一步就像是根据蚂蚁的速度算出蚁穴的大小一样。
5. 清理收尾:测试完毕后,要把所有设备和样品清理干净,保持工作环境整洁。
整个测试过程中,要注意几点:一是润湿液得选对,不同的滤膜材料可能需要不同的液体;二是加压得慢慢来,不能急,否则可能会损伤滤膜;三是记录数据得准确,不然计算出来的孔径就可能有误差。
总之,泡点法孔径仪测试就像是给微观世界的大门量尺寸,虽然步骤看起来有点繁琐,但每一步都至关重要,只有确保每个环节都精准无误,才能得到准确的测试结果。
好啦,以上就是泡点法孔径仪的测试流程啦。
希望我的讲解能让大家觉得简单易懂,就像看一出精彩的戏法表演那样轻松。
teflon膜孔径
teflon膜孔径
Teflon膜是一种具有微孔结构的聚合物薄膜,其孔径可以根据
制造过程中的条件进行调控。
一般来说,Teflon膜的孔径可以在
0.02微米到10微米之间。
这种微孔结构赋予了Teflon膜许多特殊
的性质,比如高度的化学惰性、优异的耐热性和耐化学腐蚀性等。
这些特性使得Teflon膜在许多领域都有广泛的应用,比如用作过滤
材料、隔离材料、膜分离和气体传输等。
在实际应用中,Teflon膜的孔径大小对其性能和用途有着重要
的影响。
较小的孔径可以提供更高的隔离性能和精细的过滤效果,
适用于需要高度纯净度的领域,比如生物医药和微电子制造。
而较
大的孔径则可以提供更高的通透性和气体传输速率,适用于气体分
离和传输领域。
总的来说,Teflon膜的孔径可以根据具体的应用需求进行选择,以满足不同领域的要求。
制造商通常会根据客户的需求提供定制的
孔径尺寸和膜厚度,以确保最佳的性能和效果。
膜孔隙率的几种测试方法
膜孔隙率的几种常用测试方法在薄膜、中空纤维膜等膜材料的应用与研究中,孔隙率是一项常用的重要指标。
孔隙率一般被定义为多孔膜中,孔隙的体积占膜的表观体积的百分数,即:ε=V 孔/V 膜外观。
孔隙是流体的输送通道,这里的“孔隙”准确的说应该指“通孔孔隙”。
通常研究人员希望采用此参数来评价膜的过滤性能、渗透性能和分离能力。
但由于定义以及测试方法限制等原因,造成目前大家经常看到的和并被普遍应用的“孔隙率”这个参数中的“孔隙”,并非指的是“通孔孔隙”,所以,这种定义的孔隙率,与膜的过滤性能、渗透性能、分离能力并不构成正相关性。
也就是说,孔隙率大的,过滤性能并不一定好;渗透率为零,孔隙率不一定为零。
对于泡压法原理的贝士德仪器膜孔径分析仪,如果膜上的孔非理想的圆柱形孔,其实是不能用来分析孔隙率的,因为该原理的仪器测试出来的孔径分布是通孔孔喉的尺寸信息。
用通孔孔喉尺寸计算得到孔面积,从而依据ε=V 孔/V 膜外观=S 孔/S 膜外观来计算出的孔隙率,这个值在实际中会远小于目前常用方法所得到的孔隙率。
只有当该膜的孔为理想的圆柱孔时,即孔喉和孔口的尺寸相同且无其它凸凹、缝隙结构时,由通孔孔喉尺寸得到的孔隙率才与目前常用方法得到的孔隙率接近(这种情况在实际中几乎不存在)。
下面列举膜孔隙率的几个常用测试方法:方法一:称重法(湿法、浸液法)原理:根据膜浸湿某种合适液体(如水等)的前后重量变化,来确定该膜的孔隙体积V 孔;该膜的骨架体积V 膜骨架可以通过膜原材料密度和干膜重量获得;则该膜的孔隙率:ε=V 孔/V 膜外观=V 孔/(V 孔+V 膜骨架)方法二:密度法(干法、体积法)原理:见如下公式推导,所以,只需要膜原材料的密度ρ膜材料和膜的表观密度ρ膜表观,就可计算得到孔隙率ε。
其中表观密度ρ膜表观可由外观体积和质量获得。
ε=V 孔/V 膜外观=(V 膜外观-V 膜骨架)/V 膜外观=(ρ膜表观-ρ膜材料)/ρ膜表观方法三:气体吸附法原理:根据低温氮吸附获得孔体积,从而得到孔隙率。
泡点法测膜孔径的原理
泡点法是一种常用的测量膜孔径的方法,也被称为泡点测试或气泡点测试。
该方法基于气体通过膜孔时产生的气泡,来间接测量膜孔的尺寸。
以下是泡点法测量膜孔径的基本原理:
1. 测量装置:泡点测试通常使用一个装置,其中包括一个带有液体的容器和一个连接到容器底部的压力控制器。
液体的压力可以通过压力控制器进行调节。
2. 膜样品:待测膜样品被放置在液体容器的底部,并紧密密封。
3. 液体填充:液体(通常是液体溶剂或溶液)被注入容器,使膜样品完全浸没在液体中。
4. 压力升高:通过压力控制器增加液体的压力,使液体压力高于膜孔内部的气体压力。
5. 气泡形成:当液体压力超过膜孔内部的气体压力时,气体会通过膜孔进入液体中,并形成气泡。
6. 泡点观察:在压力控制器逐渐增加液体压力的过程中,观察到第一个气泡出现的压力点,即泡点。
泡点的压力对应于气体通过膜孔的压力差。
7. 膜孔尺寸计算:通过测量泡点压力和已知的气体性质(如气体温度和气体类
型),可以使用泡点法的相关公式计算膜孔的尺寸。
这些公式基于气体渗透理论和孔径分布模型,通过泡点压力与膜孔尺寸之间的关系进行推导。
通过泡点法测量膜孔径,可以间接获得膜孔的尺寸信息。
这种方法适用于不同类型的膜材料,如滤膜、分离膜、微孔膜等。
它在膜材料研究、质量控制和膜性能评估中具有广泛的应用。
需要注意的是,泡点法只能提供膜孔的平均尺寸,无法提供关于孔径分布和形态的详细信息,因此在具体应用时需结合其他方法进行综
合分析。
醋酸纤维膜的孔径
醋酸纤维膜的孔径醋酸纤维膜是一种常见的膜材料,具有很多优良的特性。
其中一个重要的特性就是其孔径,它决定了醋酸纤维膜的分离效果和透过性能。
在这篇文章中,我们将会详细介绍醋酸纤维膜的孔径及其影响因素,帮助读者更好地理解和应用这种膜材料。
首先,我们需要了解什么是孔径。
孔径是指膜材料表面上的孔洞的大小。
对于醋酸纤维膜来说,孔径一般是以纳米级别计算的。
纳米级别的孔径使得醋酸纤维膜在工业和科学领域有很多的应用,比如水处理、气体分离、医学等。
醋酸纤维膜的孔径主要受到以下因素的影响:1.溶液配方:醋酸纤维膜的制备是通过将聚醋酸溶解在适当的溶剂中,然后通过湿法纺丝技术制备而成。
溶液中的聚醋酸浓度、溶剂的种类和比例以及其他添加剂都会影响醋酸纤维膜的孔径。
一般来说,聚醋酸浓度越高,溶剂选择越合适,膜孔洞越小。
2.纺丝工艺:纺丝工艺也是影响醋酸纤维膜孔径的重要因素。
醋酸纤维膜的纺丝可以采用干法或湿法,其中湿法纺丝更常见。
湿法纺丝的工艺参数,如纺丝速度、纺丝压力等,都会对膜孔洞大小产生影响。
一般来说,纺丝速度越慢,纺丝压力越大,膜孔洞越小。
3.相关参数:在制备醋酸纤维膜时,一些相关参数也会影响孔径的大小。
比如溶液的温度、干燥环境的湿度等。
温度较高的溶液有助于溶解聚醋酸,从而形成更小的孔洞。
另外,在干燥过程中,湿度较低也有助于孔洞的收缩。
醋酸纤维膜的孔径大小对于其应用和性能有着重要的影响。
较小的孔洞可以有效过滤微小的颗粒和离子,提高膜的透过性能。
而较大的孔洞则能够增加膜的通透性,提高膜的通量。
因此,在具体应用中,我们需要根据不同的需求来选择不同孔径的醋酸纤维膜。
总结起来,醋酸纤维膜的孔径是由溶液配方、纺丝工艺和相关参数等多个因素综合影响的。
在制备和应用醋酸纤维膜时,我们需要根据具体需求来调整这些参数,以得到适合的孔径。
同时,我们也需要根据实际应用情况来评估醋酸纤维膜的性能,以取得最佳的分离和透过效果。
文章字数:546字。
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----------深入研究孔径几种测试方法一,气体吸附法
1.测试原理:根据低温氮吸附获得孔体积,从而得到孔隙率。
该方法只能获得200nm以下尺寸孔结构的孔体积,无法表征200nm以上孔的信息,对于大量滤膜不适用
2.孔径测试范围:0.35-500nm
3.测试膜材料孔径缺点:测试孔径范围0.35-500nm;对于微米级别的孔则无法测试;隔膜材料中通孔的孔喉直径(即通孔最窄处的直径)是最关键,最重要的,而氮吸附测试不区分通孔和盲孔,所以孔径测试误差会很大
4.方法测试原理图:
二,压汞法
1.测试原理:借助外力,将汞压入干燥的多孔样品中,测定渗入样品中的汞体积随压力的变化关系,并据此计算样品的孔径分布。
该法将不透气的U形孔也折算进去,因此测定结果的参考价值不大。
如果想测试较小孔径,如100nm 以下,需要非常大的压力(20MPa以上)才能把汞注入材料孔道内,这样大的压力是一般材料承受的,在高压下,膜材料的孔结构会变形甚至压垮,致使结果偏离理论值;
2.孔径测试范围:50nm-500um
3.测试膜材料孔径缺点:(1)孔径范围:50nm-500um;如果想测试较小孔径,如100nm以下,需要非常大的压力(20MPa以上)才能把汞注入材料孔道内,这样大的压力是一般有机材料不能承受的,在高压下,膜材料的孔结构会变形甚至压垮,致使结果偏离理论值;但是对于泡压法,对材料施加的压力要小得多;(2)同氮吸附一样,压汞法无法区分通孔和盲孔,更无法表征孔喉处的尺寸。
4.仪器图片
三,泡点法
1.测试原理:当孔道被液体润湿剂封堵时,由于润湿剂表面张力的作用,此时如果用气体把孔打开的话,则需要给气体施加一定的压力,而且孔越小则开孔所需压力越大。
通过对比多孔材料在干燥与湿润状态下压力与气体流量之间的关系曲线,按照一定的数学模型计算就可获得样品的孔径分布。
2.孔径测试范围:20nm-500um
3.对气液排出法而言,由于气液界面张力较大,只能通过加大气体压力来测量更小的孔径,但是高压易导致漏气、样品变形、压力降等一系列问题。
泡点法的弊端在于不适于测量小孔径的膜材料。
4.仪器测试报告截图
5.仪器图片
四,悬浮液过滤法
测试原理:是以球形粒子悬浮液为介质,使用待测样品对其进行错流过滤,对比原悬浮液和透过液中粒子粒度分布的变化即可计算孔径分布,透过液中最大粒子的直径,即为该多孔材料的最大孔径。
五,液液排除法
1.测试原理与泡点法类似,也用于测量孔喉,只不过是采用与润湿剂互不相
溶的另一种液体代替气体作为开孔剂;
2.测试原理:10nm-200um
3.测试膜材料孔径优缺点:由于液液界面张力较小,在测量较大孔径时只需极小的压力,因而压力的测量误差较大,其最佳测量范围是10纳米至200微米。
泡压法(气液驱替)压力-孔径对应关系
根据公式:D=4γCosθ/△P ,计算如下:
压差△P/bar
孔径/μm
浸润液:水
γ=72.75 mN/m
浸润液:porofil
γ=16 mN/m
0.005416.1391.52 0.01208.0745.76 0.0541.619.15 0.120.81 4.58
0.5 4.160.915
1 2.080.458 50.416 0.09
2 100.208 0.046 150.139 0.031 200.104 0.02
3 250.083 0.018 300.069 0.015 350.059 0.013。