关于如何测定膜孔径的问题

这个问题，是大家都很关注的。因为NF膜表面的话SEM是得不到数据的，AFM也不行的。。SEM就算放大30W倍也不行个。。在此，给大家介绍一个相较可行的方法： 膜的孔径测量一般用汞压法可以测量。首先要说明白，膜的表面孔径是一个平均孔径，它和膜的孔隙率都是表征膜的重要数据。但是一般要说膜的截留性能，尤其是超滤或纳滤膜，一般使用截留分子量来表示。因为到了微米或纳米级别的膜孔，很难用直接观察到孔径和孔隙率，当然，如果用氮气吸附作空隙率和平均孔径的话也是有人这么做过，但是由于膜的支撑层的孔径更大，所以数据是没有什么意义的。 可以间接测量，比如某种分子的脱除率，或者测截留分子量比如需要测定100-200nm孔径的中空膜，可以选择300nm.100nm的微粒溶液，进行测定其阻止率，用来说明此孔径的具体分布。。。相对比较好用。而且，在日本的很多公司也都认可，该方法测定的数据。

【简介】：

沸石（zeolite）是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入。

【化学式】：

沸石的一般化学式为：AmBpO2p·nH2O，结构式为A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中：A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，p为阳离子化合价，m为阳离子数，n为水分子数，x为Al原子数，y为Si原子数，(y/x)通常在1～5之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。

分子 量：218.247238

EINECS号 215-283-8

【品种】：

自然界已发现的沸石有30多种，较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0～2.3，含钡的则可达 2.5～2.8。沸石主要形成于低温热液阶段，常见于喷出岩气孔中，也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用，以进行阳离子的交换，其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换，工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中，与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小，但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离、石油净化、处理工业污染等。

【工业用途】：

一、斜发沸石

在岩石致密结构处的斜发沸石，多呈似放射状板片集合体微形态，而在孔隙发育处，可形成具完好或部分完好几何形态的板块晶体，宽可达20mm，厚5mm左右，端部约呈120度角，有的呈菱形板片和板条状。EDX谱为Si、Al、Na、K、Ca。

二、丝光沸石

SEM特征微形态为纤性状，纤丝般细直或稍有弯曲，直径约为0.2mm，长度可达几mm，可为自生矿物，但也见到在蚀变矿物外缘，呈放射状逐渐分开形成纤丝状丝光沸石。此种丝光沸石应为改造型矿物。EDX谱主为Si、Al、Ca、Na。

三、方沸石

SEM特征微形态为四角三八面体和各种形态的聚形，晶面多呈4、6边形，晶粒可大至几十mm，EDX谱特征元素为Si、Al、Na，可以有少量Ca。

四、菱沸石

SEM特征微形态短菱柱形大小可从1mm到几mm，EDX谱为Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。

【结构特点】：

有很多种，已经发现的就有36种。它们的共同特点就是具有架状结构，就是说在它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分子，因此它们是含水矿物。这些水分在遇到高温时会排出来，比如用火焰去烧时，大多数沸石便会膨胀发泡，像是沸腾一般。沸石的名字就是因此而来。不同的沸石具有不同的形态，如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体，片沸石和辉沸石则呈板状，丝光沸石又成了针状或纤维状等等。各种沸石如果内部纯净的话，它们应该是无色或白色，但是如果内部混入了其他杂质，便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道沸石中的水分可以跑出来，但这并不会破坏沸石内部的晶体结构。因此，它还可以再重新吸收水或其他液体。于是，这也成了人们利用沸石的一个特点。我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质，可以让它使空气变得干燥，可以让它吸附某些污染物，净化和干燥酒精等等。沸石矿物有很广的分布。特别多见于由火山碎屑形成的沉积岩石中，在土壤中也有发现。

【防暴沸原理】：

先说成因：对过热液体继续加热，会骤然而剧烈地发生沸腾现象，这种现象称为“暴沸”。或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。由于过热液体内部的涨落现象，某些地方具有足够高的能量的分子，可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时，小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高，于是气泡迅速增长而膨胀，以至由于破裂引起工业容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态，常加沸石，或一端封口的毛细管，因为它们都能防止加热时的暴沸现象，把它们称做止暴剂又叫助沸剂，值得注意的是，不能在液体沸腾时，加入止暴剂，不能用已使用过的止暴剂。简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲，从而造成了一个个冒出来的“喷泉”，剧烈时甚至会溅出伤人，而沸石能够有效的阻止液体的向上冲，使加热时液体能够保持平稳。

【用途】：

吸附剂和干燥剂、催化剂、洗涤剂等。

其他用途（污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂）

天然沸石是一种新兴材料，被广泛应用于工业、农业、国防等部门，并且它的用途还在不断地开拓。沸石被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。在石油、化学工业中，用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化；气、液净化、分离和储存剂；硬水软化、海水淡化剂；特殊干燥剂（干燥空气、氮、烃类等）。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。在国防、空间技术、超真空技术、开发能源、电子工业等方面，用作吸附分离剂和干燥剂。在建材工业中，用作水泥水硬性活性掺和料，烧制人工轻骨料，制作轻质高强度板材和砖。在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用。在禽畜业中，作饲料（猪、鸡）的添加剂和除臭剂等，可促进牲口成长，提高小鸡成活率。在环境保护方面，用来处理废气、废水，从废水废液中脱除或回收金属离子，脱除废水中放射性污染物。

在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定。沸石还被开发成为保健用品，用于抗衰老，去除体内积累的重金属。

在生产中沸石常用于砂糖的精制。

新型墙材（加气混凝土砌块）原料

随着实心黏土砖逐步退出舞台，新型墙体材料应用比例目前已达到80%墙体材料生产企业以煤矸石、粉煤灰、陶粒、炉渣、轻质工业废渣、重质建筑垃圾、沸石等为主料，积极开发新型墙体材料。

在化学蒸馏或加热实验当中常用来防止暴沸，这是因为沸石的结构当中有大量的小孔，可作为气泡的凝结核，使反应液平稳沸腾。可用敲碎至米粒大小的素烧瓷片代替。

参考资料：http://baike.baidu.com/link?url=ZltN-guDhay0hRlqN2D8yiOwY8lv0nrvhQPPvmxaYSXVXByb9iFuy2y2xGHrz2NzaKPHJJgvJAt8QeHp5s0CYK

沸石的工业用途大致分为三类：

1、电子工业中的应用

在晶体管中封入少量沸石可以使它的电参数稳定。晶体管及其他多种电子元件,为了防止潮气入侵,常常使用双酚环氧树脂作为防潮密封物。现在发现,在树脂中加入沸石作为填料后,其防潮能力得到了进一步提高。此外,在半导体工业中使用的溶剂也可以用沸石来纯化,电冰箱高效除味卡的制作涉及一种用天然矿物宝石晶体制作电冰箱除味卡的工艺。首先,采用价廉的天然黑色电气石、沸石和远红外氧化锆粉料,按比例混合再进行活化,最后定向沉积于无毒塑料卡片上制成。工艺简单,易控制,晶体微粒易定向。制成的除味卡性能可靠,经久耐用,释放的电荷及负离子等对有害异味气体和细菌微生物产生分解、电离和抑制作用,使用有效期长达3年以上

2、食品工业中的应用

用沸石除去食用油脂中游离脂肪酸、水、黏性物质、磷脂及各种有色、有味物质,可以改善油脂色彩和香味,提高产品质量。糖果、饼干或油炸食品用沸石作干燥剂,可使它们保持干燥,酥脆。

沸石还可作为鱼、贝类的保鲜剂,在冷冻、干燥时脱除水分和臭味。

3、原子能工业中的应用

由于沸石的耐辐射性能好,故可用于原子能反应堆裂变反应物的储存器。它不仅可以储存各种放射性的金属离子,而且还可以储存放射性气体和挥发性气体物质。在高温、气冷的核反应器中使用的制氮纯化装置中,可采用沸石脱除系统中的二氧化碳和水,纯化和储存各种同位素。

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