2-压汞法测量孔分布原理
压汞数据孔隙分布
压汞数据孔隙分布一、压汞实验原理及仪器1. 压汞实验原理压汞实验是利用压汞仪器对样品进行一定压力条件下的吸附和脱附实验，通过测量吸附和脱附过程中样品的体积变化，从而得到样品孔隙结构的相关参数。
当样品与汞接触时，汞的表面张力会使其在孔隙中形成一定的曲率，从而可以根据汞的压入量来确定孔隙的大小和分布。
2. 压汞仪器常用的压汞仪器包括自动压汞仪、手动压汞仪等。
自动压汞仪器通常具有加热、走样、压汞等功能，可以实现对样品自动的多次吸附和脱附实验。
手动压汞仪器则需要手动进行样品的吸附和脱附过程。
无论是自动压汞仪还是手动压汞仪，都需要保证实验条件的稳定性和准确性，以得到可靠的数据。
二、压汞数据的获取方法1. 样品预处理在进行压汞实验前，需要对样品进行一定的预处理。
对于多孔材料，通常需要将其干燥或者去除其中的一些组分，以保证实验数据的准确性。
另外，在进行压汞实验前还需要对样品进行表面处理，保证其表面的光滑度和洁净度。
2. 实验过程在进行压汞实验时，首先需要将样品放置在压汞仪器中，并严格控制实验条件，如温度、压力等。
然后通过加压和减压的方式，对样品进行吸附和脱附过程，通过测量样品的体积变化，得到吸附和脱附曲线。
最后，通过曲线的分析，可以得到样品的孔隙分布和表面积等参数。
三、压汞数据的分析与应用1. 数据分析压汞数据通常以吸附和脱附曲线的形式呈现，通过对曲线的分析可以得到一系列的孔隙参数，如比表面积、孔隙体积、孔隙分布等。
在进行数据分析时，通常会采用一些常用的模型，如BET模型、DFT模型等，以求得样品的孔隙参数。
2. 应用领域压汞数据对于材料科学、环境科学、地质学等领域都有重要的应用价值。
在材料科学领域，压汞数据可以帮助研究人员了解样品的孔隙结构、孔隙大小分布等重要参数，为材料的设计和制备提供重要依据。
在环境科学领域，压汞数据可以帮助研究人员了解土壤、岩石等天然材料的孔隙结构和某些环境物质的吸附特性，为环境污染物的去除和修复提供重要依据。
mofs多孔材料孔径分布测试方法
mofs多孔材料孔径分布测试方法
MOFs（金属有机框架）是一种具有多孔结构的材料，其孔径分布对于其性能具有重要影响。
针对MOFs多孔材料孔径分布的测试方法，可以从实验方法和计算方法两个方面来进行讨论。
实验方法，常用的实验方法包括氮气吸附法（BET法）和压汞法。
氮气吸附法通过测量氮气在不同压力下吸附的量来确定孔体积和孔径分布，从而获得MOFs的孔径分布信息。
压汞法则是利用汞的表面张力和孔隙结构之间的关系来测定孔径分布。
这些实验方法能够直接测量MOFs的孔径分布，是目前应用较为广泛的方法之一。
计算方法，除了实验方法外，还可以利用计算模拟方法来预测MOFs的孔径分布。
例如，可以利用分子模拟技术，通过构建MOFs 的结构模型，进行分子动力学模拟或Monte Carlo模拟，从而得到MOFs的孔径分布信息。
这些计算方法能够在一定程度上提供MOFs 孔径分布的预测和理论指导。
除了上述方法外，还可以结合多种表征手段，如X射线衍射、扫描电子显微镜等，综合分析MOFs的结构特征和孔径分布。
在实际研究中，通常会综合运用多种方法，以获得更加全面和可靠的MOFs
孔径分布信息。
总的来说，MOFs多孔材料孔径分布的测试方法涉及实验方法和计算方法两个方面，通过这些方法可以全面地了解MOFs的孔径分布特征，为MOFs的设计合成和应用研究提供重要的参考依据。
2-压汞法测量孔分布原理精选全文
The sample cell or penetrometer (sometimes called a dilatometer) is used both to contain the sample and to facilitate the measurement of intrusion and extrusion volumes.
Material
Dimethylglyoxime丁二酮肟 Galactose半乳糖 Barium chromate铬酸钡 Titanium oxide二氧化钛 Zinc oxide氧化锌 Dodecyl sodium sulfate十二烷基硫酸钠 Antimony oxide氧化锑 Fumaric acid富马酸 Starch淀粉 Carbon 碳
High pressure intrusion/extrusion (scan or step)
© 2001, 2002 Quantachrome Instruments
实验结果综述Results Overview
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应用
孔体积测定范围最主要依赖于仪器的压力范围,但 也依赖于接触角.
Pore size range depends predominantly on the instrument pressure range but also on the contact angle.
Washburn 方程
Pr 2 cos 480 N / m and 140
P 0.736 r
压汞实验的应用原理
压汞实验的应用原理1. 什么是压汞实验压汞实验是一种常用的化学实验方法，用于测量材料的孔隙体积和比表面积。
它通过测量在一定压力下，汞在材料孔隙中的充填量，进而推算出孔隙体积和比表面积。
2. 压汞实验的原理压汞实验基于到一个基本原理，就是洛伦兹-门德尔松方程。
根据这个方程，汞在孔隙中的充填量与孔隙体积成正比。
具体而言，当汞静止时，孔隙内的汞在竖直方向上受到的压力由重力和大气压力共同作用。
而如果施加额外的压力，汞会侵入更小的孔隙中，增加充填量。
根据洛伦兹-门德尔松方程，充填量与施加的额外压力成正比。
3. 压汞实验的步骤进行压汞实验的一般步骤如下：1.制备样品：首先需要制备一个具有孔隙的材料样品，例如多孔滤膜、多孔陶瓷材料等。
2.准备压汞仪器：准备一台压汞仪器，其中包括压汞笔、压力计、温度计等设备。
3.设置实验条件：根据实验要求，设置汞的压力、温度等条件。
4.开始实验：将样品置于压汞仪器中，使用压汞笔施加额外的压力，记录汞的充填量。
5.分析数据：根据实验结果得到的充填量数据，通过洛伦兹-门德尔松方程计算出孔隙体积和比表面积。
6.结果解读：根据计算结果，分析样品的孔隙结构特征和材料性能。
4. 压汞实验的应用压汞实验广泛应用于材料科学和化学领域。
下面介绍一些主要的应用领域：4.1 孔隙体积测量压汞实验可以用于测量材料的孔隙体积。
这对于许多材料来说非常重要，例如多孔材料的孔隙体积决定了其吸附、分离和传递性能。
4.2 比表面积分析通过压汞实验可以计算材料的比表面积，这是一种评估材料表面活性和反应性的重要指标。
比表面积可以影响材料的催化活性、吸附性能等。
4.3 孔隙结构研究压汞实验可以通过测量汞充填量的变化来研究样品的孔隙结构。
通过分析充填量与压力的关系，可以获得孔隙尺寸和分布的信息。
4.4 纳米孔隙材料研究压汞实验对于纳米孔隙材料的研究具有重要意义。
纳米孔隙材料的特殊结构和性能使其在许多领域具有广阔的应用前景，如催化剂、吸附剂、气体分离等。
压汞仪工作原理及孔隙尺度分布特性计算方法
压汞仪工作原理及孔隙尺度分布特性计算方法一、国内外孔隙结构研究1、孔隙结构分类研究基质孔隙是煤岩物理结构中的重要部分，基质孔隙的形态、结构特性直接影响煤的许多物理性质及其吸附、解吸及其渗流的特性。
其质孔隙是煤在经历了泥炭化作用—成岩作用—变质作用等一系列煤化作用后形成的。
基质孔隙的分类主要分为成因以及大小两个方面，煤孔隙成因类型多，形态复杂，大小不等，各类孔隙都是在微区发育或微区连通，借助于裂隙而参与煤层气的渗流系统。
不同的研究者关于成因的分类划分也不尽相同，基质孔隙成因分类，如下表1所示：关于基质孔隙孔径分类研究方面，国外学者ходот（1961）在其出版的“煤与瓦斯突出”一书中提出了十进制分类系统，该分类系统认为：微孔构成了煤的吸附容积，小孔构成煤层气的毛管凝结和扩散区域，中孔构成煤层气缓慢层流渗透区域，而大孔则构成剧烈层流渗透区域。
该标准在国内煤炭工业界应用最为广泛。
之后，不同学者根据不同研究方法及目的有不同的划分结果，如下表2所示：2、孔隙结构研究方法基质孔隙的研究内容包括孔隙大小、形态、结构、类型、孔隙度、孔容、孔比表面积测试等，压汞法以及气体（氮气）吸附法是进行煤岩孔隙结构研究中常用的方法。
可以有效地研究孔隙大小、形态以及结构特征。
压汞法的特点是测量速度快、对样品的形状要求不高。
但由于受到实验室仪器限制，压汞法实际能测试的孔径范围仅为几十个纳米到几个微米；低温氮气吸附测测试的煤岩最小孔径为0.6纳米，最大孔直径为100~150纳米，与压汞法相比较，低温氮气吸附法对小孔径的测试准确，但受样品形状影响较大。
针对其各自的特点，在实际测试中往往是多种实验方法综合采用。
除此之外，光学显微镜和扫描电镜也常用于直接观测微观孔隙的结构特征。
具体如下：气体吸附法，用于测定直径60nm 以下的小孔，范围较窄；光学显微镜法，用于测定直径10～20μm 的大孔，具有可直接观察到孔隙形状的优越性，仪器操简单；小角度X 射线散射法（SAXS ），用于测定直径2～10nm 的孔，样品可为薄片状，在研究混凝土界面过渡区的孔结构有独到之处；水银压入法，可以测出较宽范围的孔径分布，常用的Autopore Ⅲ-9420型压汞仪，测试孔径范围3nm ～360μm 。
恒速压汞测量孔隙及喉道半径原理
恒速压汞测量孔隙及喉道半径原理孔隙与喉道的微观世界在咱们日常生活中，常会听到“细水长流”这四个字，形容的是那些看似微不足道却持续不断的事物。
而在地质学的领域里，也有这样一些微小但极其重要的部分，它们就像是大自然中的细水，默默地支撑着整个地球的运转。
今天，就让我们一起来探索一下那些被我们忽略却又至关重要的孔隙和喉道。
咱们得知道什么是孔隙。
孔隙，就像是一个个小洞穴，是岩石中的一种天然结构。
这些小洞穴虽然不大，但却能容纳大量的水分。
想象一下，如果把地球比作一个大西瓜，那么这些孔隙就好比是西瓜里的一个个洞，虽然看不见，但却实实在在地存在。
再来看看喉道，它就像是连接两个地方的一条小河，虽然不宽，但却能流动。
在岩石中，喉道就像是那些细小的河流，虽然不起眼，但却是地下水的重要通道。
想象一下，如果把地球比作一个大大的迷宫，那么喉道就是那些隐藏在角落里的小道，虽然难以发现，但却是通往地下世界的必经之路。
那么，孔隙和喉道之间又有什么关系呢？简单来说，它们是相互依存、相互影响的。
孔隙为喉道提供了空间，而喉道则为孔隙输送了水源。
如果没有了孔隙，那么喉道也就失去了存在的意义；同样，如果没有了喉道，那么孔隙也会变得无足轻重。
在地质学中，了解孔隙和喉道对于研究地下水的运动、岩石的稳定性以及矿产资源的分布都有着重要的意义。
比如，在寻找地下水源的时候，就需要通过观察孔隙和喉道来判断水的流向和流量；而在开发矿产资源时，也需要考虑到孔隙和喉道的分布情况，以便更好地开采和利用资源。
说到这里，你是不是已经对孔隙和喉道产生了浓厚的兴趣了呢？别急，还有更多精彩的知识等着你去发现哦！比如，科学家们可以通过测量孔隙的大小和形状来预测岩石的渗透性；也可以通过观察喉道的形状来推断地下水的运动规律等等。
总的来说，孔隙和喉道就像是地球的一对“隐形的恋人”，虽然它们不常露面，但却是维系着地球生态平衡的重要角色。
让我们在日常生活中多留心观察身边的细节，也许你会发现更多关于孔隙和喉道的秘密哦！好了，今天的科普时间就到这里吧。
压汞法测量孔径分布的原理
压汞法测量孔径分布的原理压汞法是一种常用的测量孔径分布的方法，其原理基于浸入法和浸润测量原理。
该方法适用于测量具有连续孔径分布的多孔材料，如岩石、纤维素材料以及颗粒材料。
压汞法的原理可以分为以下几个步骤：1.实验准备：首先要将样品制备成所需形状和尺寸，如圆柱形或圆盘形，并对样品进行预处理，如烘干或去除表面的气体。
然后，将样品放入一个密封的容器中，通常是一个汞密封压力室。
2.浸入法：将压力室与汞池相连，通过控制压力室内的压力来测量汞的体积变化。
在传统的压汞法中，采用连续压降法，即通过逐渐增加压力来测量样品对汞的浸润量。
这种方法可以在一系列压力下测量样品孔径分布。
3.浸润测量：在样品受到一定压力后，样品孔隙中的气体会被汞替代。
根据浸润公式，通过测量汞的体积变化可以计算出样品的孔隙体积。
孔隙体积与孔径分布之间存在关系，因此可以利用这种方法来测量孔径分布。
通过在不同压力下测量孔隙体积和孔顶距离之间的关系，可以得到样品的孔径分布曲线。
压汞法的优点是测量范围广，对于大部分孔隙直径在0.003-100微米之间的材料都可以适用。
而且测量结果准确可靠，相对误差通常在1%以内。
此外，压汞法还可以测量孔隙的连接性和孔隙形状。
然而，压汞法也存在一些局限性。
首先，该方法对样品的处理要求较高，在样品的制备和预处理过程中容易引入误差。
其次，压汞法需要使用大量的汞，这不仅增加了实验成本，而且对环境造成了一定的污染。
另外，压汞法对于非湿润的样品可能不适用，因为这些样品不能很好地浸润汞。
总之，压汞法是一种常用的测量孔径分布的方法，其原理基于浸入法和浸润测量原理。
通过测量汞的体积变化可以计算出样品的孔隙体积，并由此得到样品的孔径分布。
尽管压汞法存在一定的局限性，但仍然是测量孔径分布的一种有效方法。
压汞仪测试原理
压汞仪测试原理
压汞仪是一种用于测定材料孔隙或毛细管的半定量和定量方法的实验仪器。
它基于压力和表面张力之间的关系进行测量，其测试原理如下：
1. 原理概述：压汞仪利用汞液在毛细管或孔隙中的表面张力作用，将汞推入或排出孔隙或毛细管中，通过测量所需的压力或容积变化来确定孔隙或毛细管的性质。
2. 饱和压力测量：压汞仪中含有一个汞滴，通过控制压力系统中的气压，使汞滴受到外界的压力而进入或排出被测试的孔隙或毛细管。
当汞液完全填充孔隙或毛细管时，称为饱和状态。
此时，测得的压力即为饱和压力。
3. 孔隙或毛细管尺寸计算：根据现知的饱和压力和已知的表面张力，可以利用杨-拉普拉斯方程计算孔隙或毛细管的尺寸。
该方程考虑了表面张力、液体接触角和孔隙或毛细管的曲率等因素。
4. 结果解读：通过压汞仪测得的饱和压力可以得到孔隙或毛细管的大小和分布情况。
这些信息可用于评估材料的孔隙度、孔隙结构特征以及液体在材料中的渗透性等相关性质。
需要注意的是，使用压汞仪进行测试时应遵循相关的安全操作规程，因为汞具有一定的毒性，应谨慎操作并妥善处理废弃的汞液。
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实验结果综述Results Overview
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压力发生器. Pressure generator 能容纳样品管的高压仓(高压腔).High-pressure vessel to
contain the sample cell.
测量电路:监测汞体积的改变, 它是所用压力值的函数
Measuring circuits to monitor change in mercury volume as a function of applied pressure.
Washburn 方程
Pr 2 cos 480 N / m and 140
P 0.736 r
Where P is in MPa and r in µm
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Washburn 方程
它表明在θ和γ不变的前提下，随着压力的逐渐增大，水银将 会逐渐进入孔径更小的孔。θ是汞对固体的接触角，γ是汞的 表面张力。如果压力从P1改变到P2，分别对应孔径r1、r2，并 设法量测出单位质量试样在两种孔径的孔之间的孔内所压入 的汞体积△V，则在连续改变测孔压力时，就可测出汞进入不 同孔级孔中的汞量，从而得到孔径分布。
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浸润/接触角
Wetting / Contact Angles
浸润 < 90
非浸润 > 90
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Contact Angle : Hg on a variety of materials
Mean contact angle ( o)
139.6 140.3 140.6 140.9 141.4 141.5 141.6 143.1 147.2 154.9
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Standard deviation
0.45 0.43 0.41 0.55 0.34 0.44 0.88 0.27 0.68 1.2
样品管(膨胀计)Cell (penetrometer) to hold the test sample. 真空/填充装置,用于从样品管和样品的孔中去除空气并
将汞转移进样品管. Vacuum filling apparatus to remove air from the cell and
pores within the sample and for transferring mercury into the sample cell.
可测定粉末样品的粒度分布.
The particle size distribution of powders can be determined.
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应用
在压制和烧结过程的研究中压汞法是极其有用的分 析工具. Mercury intrusion is an extremely useful analytical tool in the
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基本原理
The Fundamental Principle
非浸润
在颗粒之间的液态汞被压入孔中,被汞侵入的孔径是所加 压力的函数. 这个特性被用来表征广泛的微粒和固体材料.
The forced intrusion of liquid mercury between particles and into pores as a function of applied pressure is routinely employed to characterize a wide range of particulate and solid materials.
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样品管Sample Cell
样品管或膨胀计: 通过金属外套和电
极帽(平板电极)进行注 汞/排汞体积的测量.
The sample cell or penetrometer is used both to contain the sample and to facilitate the measurement of intrusion and extrusion volumes via metal sheath and electrode cap.
样品管或膨胀计: 用来装样品,并便于注汞/排汞 体积的测量.
The sample cell or penetrometer (sometimes called a dilatometer) is used both to contain the sample and to facilitate the measurement of intrusion and extrusion volumes.
实验综述Experimental Overview
电容法测量体积Volume measurement – capacitance technique 接触角Contact angle (130º- 140º) 样品管抽真空Sample cell evacuation (prevent elutriation) 汞填充Fill with mercury 低压注汞/排汞Low pressure intrusion/extrusion 转移至液压系统,排除空气Transfer to hydraulic system, air purge 高压注汞/排汞(扫描或步进方式)
液压油:传导发生器产生的压力至样品管.Hydraulic fluid to
transmit the pressure from the generator to the sample cell.
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样品管Sample Cell
孔径上限受可得到的最低填充压力限制, 而孔径下 限则受最高填充压力限制.
The largest pore size is limited by the lowest filling pressure attainable and the smallest pore size by the highest.
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压汞法测试中能了解的信息
What Can We Learn From Mercury Intrusion?
孔体积Pore volume 孔径分布Pore size distribution 孔面积Pore Area 孔结构Pore structure 粒度分布Particle size distribution
与汞能形成汞齐的材料不能用压汞法分析。
Those materials that amalgamate with mercury cannot be analyzed.
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压汞实验的必要条件
Experimental Requirements
investigation of both compaction and sintering processes.
在一次测量中，能分析光纤、含纤维材料、织物及 过滤介质的孔直径、渗透性和孔曲率.Fibers, fibrous mats,
fabrics and filter media in general can be analyzed for pore size, fiber diameter, permeability and tortuosity in a single measurement.
Material
Dimethylglyoxime丁二酮肟 Galactose半乳糖 Barium chromate铬酸钡 Titanium oxide二氧化钛 Zinc oxide氧化锌 Dodecyl sodium sulfate十二烷基硫酸钠 Antimony oxide氧化锑 Fumaric acid富马酸 Starch淀粉 Carbon 碳
毛细管现象
Capillarity
毛细上升Capillary rise < 90
> 90 毛细下降Capillary depression
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压汞法测量公式推导
一种液体的表面张力是指液体表面一平方厘米所受到的力。
当毛细孔的半径r和长度l给定，则单位体积水银的表面面积
FIGURE: POREMASTER SHORT SAMPLE CELL ASSEMBLY FOR LOW PRESSURE MEASUREMENTS
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压力 >> 注汞 Pressure
Intrusion
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应用
孔体积测定范围最主要依赖于仪器的压力范围,但 也依赖于接触角.
Pore size range depends predominantly on the instrument pressure range but also on the contact angle.