微孔过滤介质孔径及孔径分布测定方法的评定与讨论.doc

微孔过滤介质孔径及孔径分布测定方法的评定与讨论 鲁淑群许莉谭蔚朱企新 (天津大学化工学院天津300072) 摘要： 本文对微孔陶瓷膜、金属纤维烧结毡等徽孔过滤介质孔径及孔径分布测定中的一些问题加以研究讨论／ 关键词： 陶瓷膜、金属纤维烧结毡、孔径分布 中田分类号：TQ028 5 文献标识码：A Assessments and Discussions on Methods for Measuring the Diameters and Its Distribution of the Fine Hole Filter Medias LU Shu-qua XU Li TAN We|ZHU Ql·xin (School ofChemical Engineering and Technology Tianjin University,Tianjin 300072) Abstract：Problems in measuring diameter and its distribution in the fine hole filter medias．such∞fine hole ceramic。metal fiber Sintered．are discussed in this paper． Keywords：Ceramic membranes Metal fiber siatered Diameter distribution 近年来，用于对细小颗粒进行精密过滤的微孔过滤介质有了突破性进展，相继出现了亲水性微孔 陶瓷膜、金属纤维烧结毡等多孔过滤介质．这一类过滤介质孔道结构复杂、截留糟度高，属于深层过 滤，因此对其孔径的测定不宣只用最大孔径、沸腾孔径来评判，而是应该用平均孔径(dso)和不同孔 径的分布来评价和选用．对于徽孔过滤介质测定孔径分布最为重要，它反映了开孔大小的均匀程度。 1 微孔过滤介质平均孔径、孔径分布的测试原理 当前国内外测试微孔过滤介质孔径及孔径分布的测试依据与方法主要有： 1．1国家标准GBl967-80《多孔陶瓷孔道直径测试方法) 该标准可用于测定多孔陶瓷毛细孔道当量直径的最大值和平均值．测试方法为气泡法．测试用样品夹 具(见图1) 测试时，将样品放入样品室，在试样面上加入5 mm左右 高的水．由下面进行送气，升压速度为5mmHg柱／n'fin或60mmHg 柱／min左右，直到试样面上出现第个(或同时出现几个)成串 气泡时为止，所对应的压力Po即可计算最大孔道直径。 dd一。而埘’：堡×104 (1) 式中d～——试样最大孔道直径(u m)： P。——气泡出现时压力(mml-hO)： h——试样上水面的高度(m)． 一四孔压紧璜盖：2、5、6—腔圈 将试验所测得的气泡流量Q和气体压力P关系曲线的直线部分 2一多孔陶瓷试样；4一样品室： 与其横轴相交，求得交点的压力值Pa(见图2)， 7一进气嚏：8一夹具外壳 图1样品夹兵示童围 用Pa代入下式即可计算试样平均孔径．  150 2002 第胆届中日合作过滤与分离国际学术讨论会 中国·杭卅 j：三堕。10一’ (2) 尸口一^ = 式中： 孑——试样的平均孔径(“m)： 器 Pa——求得的压力值(mmH：O)： h——试样表面水高度(mm)。 1 2国家标准GB5249-85《可渗透性烧结金属材料——气泡试 验≠L径的测定》 图2气体流量O与气体压力P的关系曲线图 该标准适用于以“气泡试验”方法测定可渗透烧结金属材 料的孔径。 该标准等效采用于IS04003-1977<用气泡法测定烧结金属孔径》(本文不作详细介绍)。 1 3美国材料协会ASTM F31 6-86 该标准用于测定膜器的孔径，膜孔径的测定方法为气泡法和平均流量法．该标准规定以第1个气 泡出现的压力值代入公式计算最大孔径．关于平均孔径的计算，首先做出未被浸泡的干的过滤介质的 “干式曲线”，再做出经液体浸润过的过滤介质的“湿式曲线”。标准中规定在放置膜的上面有一定高 度的测试液体，标准对所采用的液体也作了相应的规定． 测试原理为：将过滤介质浸入可使其浸润的液体中，当毛细 孔漫在某种液体中时，在表面张力的作用下，毛细孔中液体将会 上升到一定高度，直到毛细孔中的表面张力与液柱的重力达到平 衡，记录从过滤介质的毛细孔中排出浸润液所需要的气体压力即 鼓泡压力(迫使气体通过过滤介质产生连续、稳定气泡时的压力)． 由鼓泡压力与液体表面张力．可按下式计算出膜孔的半径： D 2，^CosO (3) P ￡劬(△P) 式中：y——浸润液的表面张力(N／m) 圉3过滤