中空纤维膜孔隙率的表征.pdfVIP

B036 中空纤维膜孔隙率的表征 李昕 李继定 陈翠仙 （ 清华大学化工系膜中心，100084） 摘 要 本文提出一种表征中空纤维膜孔隙率的方法——称重法。并与其他几种中空纤维膜孔隙 率的表征方法进行比较，介绍了各种方法的原理。分别利用这几种方法对以 PEG 为添加剂的聚 砜（PSF ）中空纤维膜进行了孔隙率的表征，结果表明，称重法是比较合理的一种表征中空纤维 膜孔隙率的方法。 关键词 孔隙率 气体吸附－脱附法 密度法 称重法 METHOD OF HOLLOW FIBER MEMBRANE POROSITY DETERMINATION Li Xin, Li Jiding and Chen Cuixian (Department of Chemical Engineering , Tsinghua University ) Abstract The method of hollow fiber membrane porosity determination-weighing method is introduced. Other methods of porosity determination is compared with weighing method. The porosity of PSF hollow fiber membrane(additive is PEG) is determined. The result shows that weighing method is a reasonable method to determine hollow fiber membrane porosity. Keywords porosity, bet method, density method , weighing method 引 言 孔隙率是与膜结构相关的参数，孔隙是流体的输送通道，它不仅是表征膜的渗透、分离 性能的动力学参数[1]，而且在目前普遍采用的气泡压力法与流体流速法相结合来评价孔径特 性时，孔隙率也是一个重要指标。孔隙率一般定义为多孔膜中孔的体积所占膜的表观体积的 百分数，即：ε v / V 。孔隙率的表征有一些文献曾作过介绍[2,3,4] ，常用的表征方法有气 孔 体吸附－脱附法，也有人用密度法等，但是随着膜科学技术的进步，孔隙率的表征方法也需 要改进。下面分别介绍一下各种孔隙率表征方法。 —————————————————————— 基金项目：国家自然科学基金项目 （No）； 国家 863 项目（No.2003AA328020 ）； 国家973 项目 （No.2003CB615701 ）。 1 1 表征方法及原理 1.1 气体吸附－脱附法 气体吸附－脱附法（BET 法）的原理是在不同的相对压力（P P / P ,为实际压力与 rel 0 饱和压力之比）下，测定一惰性气体的等温吸附和脱附线。通常采用氮气作为吸附气体，实 验在液氮沸点下进行。等温吸附从较低的相对压力开始。在某一最小压力下，最小的孔被液 氮充满（最小孔径约为 2nm ）。随着压力上升，较大的孔被充满。当压力接近饱和压力时， 所有孔均被充满。根据接近饱和压力下吸附气体的量，可以确定总的孔体积。从饱和压力开 始逐渐降低压力，便发生脱附[5] 。脱附曲线通常并不刚好与吸附曲线重合，可观察到滞后效 应。利用脱附的滞后效应，得出膜的孔隙率。 Fig.1 Schematic of PPESK hollow fiber fingerlike pore Fig