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

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

發(fā)布日期：2016-05-04 來源：貝士德儀器 點(diǎn)擊量：5027

 一,，氣體吸附法
1.測試原理：根據(jù)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(jié)構(gòu)的孔體積,，無法表征200nm以上孔的信息,，對(duì)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(diǎn)：測試孔徑范圍0.35-500nm；對(duì)于微米級(jí)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(guān)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(huì)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(guān)系,，并據(jù)此計(jì)算樣品的孔徑分布。該法將不透氣的U形孔也折算進(jìn)去,，因此測定結(jié)果的參考價(jià)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(nèi)，這樣大的壓力是一般材料難以承受的,，在高壓下,，膜材料的孔結(jié)構(gòu)會(huì)變形甚至壓垮，致使結(jié)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(diǎn)：（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(nèi),，這樣大的壓力是一般有機(jī)材料不能承受的，在高壓下,，膜材料的孔結(jié)構(gòu)會(huì)變形甚至壓垮,，致使結(jié)果偏離理論值；但是對(duì)于泡壓法,，對(duì)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(shù),；右圖樣品管,，通過金屬外套和電極帽（平板電極）進(jìn)行注汞/排汞體積的測量。
三， 泡點(diǎn)法

測試原理：當(dāng)孔道被液體潤濕劑封堵時(shí),，由于潤濕劑表面張力的作用,，此時(shí)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(duì)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(guān)系曲線,，按照一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算就可獲得樣品的孔徑分布。


2.孔徑測試范圍：12nm-500um
3.對(duì)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(dǎo)致漏氣,、樣品變形,、壓力降等一系列問題,。泡點(diǎn)法的弊端在于不適于測量小孔徑的膜材料,。
4.儀器測試報(bào)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(zhì),，使用待測樣品對(duì)其進(jìn)行錯(cuò)流過濾,，對(duì)比原懸浮液和透過液中粒子粒度分布的變化即可計(jì)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(diǎn)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：5nm-50nm
3.測試膜材料孔徑優(yōu)缺點(diǎn)：由于液液界面張力較小,，在測量較大孔徑時(shí)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(qū)替） 壓力-孔徑對(duì)應(yīng)關(guān)系
   根據(jù)公式：D=4γCosθ/△P ，計(jì)算如下：

壓差△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

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

發(fā)布日期：2021-04-11; 瀏覽量：5027

 一,，氣體吸附法
1.測試原理：根據(jù)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(jié)構(gòu)的孔體積,，無法表征200nm以上孔的信息，對(duì)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(diǎn)：測試孔徑范圍0.35-500nm,；對(duì)于微米級(jí)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(guān)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(huì)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(guān)系,，并據(jù)此計(jì)算樣品的孔徑分布,。該法將不透氣的U形孔也折算進(jìn)去，因此測定結(jié)果的參考價(jià)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(nèi),，這樣大的壓力是一般材料難以承受的,，在高壓下,，膜材料的孔結(jié)構(gòu)會(huì)變形甚至壓垮，致使結(jié)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(diǎn)：（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(nèi),，這樣大的壓力是一般有機(jī)材料不能承受的，在高壓下,，膜材料的孔結(jié)構(gòu)會(huì)變形甚至壓垮,，致使結(jié)果偏離理論值；但是對(duì)于泡壓法,，對(duì)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(shù),；右圖樣品管,，通過金屬外套和電極帽（平板電極）進(jìn)行注汞/排汞體積的測量。
三,， 泡點(diǎn)法

測試原理：當(dāng)孔道被液體潤濕劑封堵時(shí),，由于潤濕劑表面張力的作用，此時(shí)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(duì)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(guān)系曲線,，按照一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算就可獲得樣品的孔徑分布,。


2.孔徑測試范圍：12nm-500um
3.對(duì)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(dǎo)致漏氣、樣品變形,、壓力降等一系列問題,。泡點(diǎn)法的弊端在于不適于測量小孔徑的膜材料。
4.儀器測試報(bào)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(zhì),，使用待測樣品對(duì)其進(jìn)行錯(cuò)流過濾，對(duì)比原懸浮液和透過液中粒子粒度分布的變化即可計(jì)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(diǎn)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：5nm-50nm
3.測試膜材料孔徑優(yōu)缺點(diǎn)：由于液液界面張力較小,，在測量較大孔徑時(shí)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(qū)替） 壓力-孔徑對(duì)應(yīng)關(guān)系
   根據(jù)公式：D=4γCosθ/△P ,，計(jì)算如下：

壓差△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