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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

發(fā)布日期：2016-05-04 來源：貝士德儀器 點擊量：3981

 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(jù)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難以承受的,，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(shù),；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(shù)學模型計算就可獲得樣品的孔徑分布,。


2.孔徑測試范圍：12nm-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：5nm-50nm
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(jù)公式：D=4γCosθ/△P ，計算如下：

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：3981

 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(jù)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難以承受的,，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(shù)；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(shù)學模型計算就可獲得樣品的孔徑分布,。


2.孔徑測試范圍：12nm-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：5nm-50nm
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(jù)公式：D=4γCosθ/△P ，計算如下：

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