微孔过滤介质孔径及孔径分布测定方法评定与讨论.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5文献标识码:A中田分类号:TQ028AssessmentsandonMethodsforDiscussionstheMeasuringDiametersandItsDistributionoftheFineHoleFilterMediasXULULiTANWe|ZHUShu-quaQl?xinofChemicaland(SchoolTechnologyEngineeringTianjin300072)University,TianjinindiameterandAbstract:Problemsitsinthedistributionfineholefilterholemeasuringmedias(such?fineceramic。metalfiberSintered(arediscussedinthispaper(membranesMetalfibersiateredDiameterdistributionKeywords:Ceramic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5mm左高的水(由下面进行送气,升压速度为5mmHg柱,n'fin或右60mmHg柱,min左右,直到试样面上出现第个(或同时出现几)成串气泡时为止,所对应的压力Po即可计算最大孔道直个径。(1)d:堡×104d一。而埘?m):式中d,——试样最大孔道直径(uP。——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:7一进气嚏:8一夹具外壳与其横轴相交,求得交点的压力值Pa(见图2),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(中国?杭卅1502002第胆届中日合作过滤与分离国际学术讨论会(2)j:三堕。10一?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)。12国家标准GB5249-85《可渗透性烧结金属材料——气泡试图2气体流量O与气体压力P的关系曲线图验?L径的测定》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)。F3116-863美国材料协会ASTM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)(由鼓泡压力与液体表面张力(可按下式计算出膜孔的半径:力2,^CosOD(3)P,劬(?P)式中:y——浸润液的表面张力(N,m)圉3过滤介质“干式曲线湿式曲线”的测定P——鼓泡压力(Pa);Q——浸润液与孔壁的接触角(tad)或()。?{。々、“1(3(1“千式曲线。“湿式越线”的测定曩如果经液体漫润的过滤介质受到持续增大的压力的作用,记录并换算出试样两侧的压羞值。由记录的压差和气体流量得到的关系曲线2,即为“湿式曲线”(见图3);未经液体浸润的量过滤介质可由最大压力逐渐减小,测得不同压力差下气体流1,即为“千式曲线”(和压力差的关