[發明專利]一種濾膜孔道粘附力的測定方法及裝置

在審

• 申請號: 202310409674.6
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116519547A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 黃彤;李亞樂;黃彥
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京高謙功能材料科技有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種濾膜內部孔道壁面與過濾液體間的固液粘附力測定方法及裝置，具體包括將濾膜分別用良浸潤性液體與待測過濾液體充分浸潤，裝入氣密性膜組件中向其一側通入壓縮氣體，通過控制壓縮氣體的流量，測量氣體滲透壓力計算濾膜與過濾液體的固液粘附力。本發明的方法及裝置適合過濾膜材料與過濾液體的固液粘附力測定，具有可反映濾膜內部孔道壁面、濾膜整體的固液粘附力情況的性能優點、具有簡便易行、客觀性強、重復性好的操作優點，可為諸如污水處理等領域濾膜的研發與檢測工作提供關鍵信息。

技術領域

本發明屬于界面化學領域，涉及固液界面粘附力的測定，具體涉及一種用于測定過濾膜材料內部孔道固體壁面與所過濾液體之間的固液粘附力的測定方法，以及基于該測定方法的裝置。

背景技術

膜過濾技術在化工、石油、采礦、醫藥、環保等領域已得到大規模應用，其中過濾流體為液體的應用占很大部分。膜過濾關鍵的性能指標之一是液體透過濾膜的流量，其大小取決于液體透過濾膜的傳質阻力。一般認為，影響傳質阻力的一個顯著因素就是液體對濾膜固體表面的潤濕性。液體對濾膜的浸潤性越好，濾膜的液體流量就越高(Research(2019)2019，1)。衡量潤濕性的一個重要的力學參數就是粘附力，又稱粘附張力。具體來說，粘附力反映了液體流經濾膜的孔道壁面(即潤濕現象)所產生/克服的作用力/單位功。因此，準確測定濾膜與液體之間的粘附力對濾膜的設計開發、應用評價工作具有重要意義。

目前，測定相關固液粘附力的方法主要有：1.傾斜板法，通過觀察液滴在重力的作用下在傾斜板上的運動規律來計算得到固-液粘附力，如CN114858593A等；2.探針法，通過控制末端帶有液滴的探針接觸固體表面之后使液滴離開固體表面，測定探針所受力的變化從而計算固-液粘附力，如CN113702281A、CN112858161B等；3.吊片法，通過控制吊板浸沒于待測液體一定深度，測定吊片所受拉力進而計算固液粘附張力，如Acta?Phys.-Chim.Sin.(1988)4，290等。傾斜板法的測量精度比較低，目前應用較少。探針法的測量精度高，但其測量范圍一般只局限于液滴或微液滴尺寸內的固體表面，難以反映樣品整體粘附力情況。而且探針法一般對實驗設備、實驗環境、實驗人員、實驗過程要求較高，導致較高的操作成本和較大的誤差風險。吊片法比較符合液體透過濾膜的浸潤過程，但其一般只適用于致密固體，測量濾膜這種多孔材料會導致很強的孔滲現象，吸入的液體會極大的干擾吊板拉力的監測，從而難以獲得準確的固液粘附力數值。

過濾膜材料作為一種過濾功能特化的新興材料，要求具有發達的孔道結構、超薄的厚度和體積，同時更為關注濾膜整體的粘附力情況而非局部、內部孔道壁面的粘附力情況而非表面，這對常規測量固液粘附力的技術手段帶來了很大的挑戰。因此，亟需開發一種適合濾膜材料的固液粘附力測定方法。

發明內容

本發明提供了一種過濾膜材料孔道壁面與所過濾液體間固液粘附力的測定方法及基于該方法的裝置。本發明目的之一是解決上述傳統粘附力測定方法對于濾膜材料存在的問題和缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

本發明是這樣考慮的：