你的膜材料孔徑分析準確嗎？----深入研究孔徑幾種測試方法

一，氣體吸附法
1.測試原理：根據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(wú)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(diǎn)：測試孔徑范圍0.35-500nm；對于微米級別的孔則無(wú)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，并據此計算樣品的孔徑分布。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，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(huì )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(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，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(huì )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(wú)法區分通孔和盲孔，更無(wú)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；右圖樣品管，通過(guò)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(kāi)的話(huà)，則需要給氣體施加一定的壓力，而且孔越小則開(kāi)孔所需壓力越大。通過(guò)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(guān)系曲線(xiàn)，按照一定的數學(xué)模型計算就可獲得樣品的孔徑分布。

2.孔徑測試范圍：20nm-500um
3.對氣液排出法而言，由于氣液界面張力較大，只能通過(guò)加大氣體壓力來(lái)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(wèn)題。泡點(diǎn)法的弊端在于不適于測量小孔徑的膜材料。

4.儀器測試報告截圖

5.儀器圖片

四，懸浮液過(guò)濾法
1.測試原理：是以球形粒子懸浮液為介質(zhì)，使用待測樣品對其進(jìn)行錯流過(guò)濾，對比原懸浮液和透過(guò)液中粒子粒度分布的變化即可計算孔徑分布，透過(guò)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(lèi)似，也用于測量孔喉，只不過(guò)是采用與潤濕劑互不相溶的另一種液體代替氣體作為開(kāi)孔劑；
2.測試原理：10nm-200um
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（氣液驅替） 壓力-孔徑對應關(guān)系
   根據公式：D=4γCosθ/△P ，計算如下：