一种多孔碳酸钙初始自渗吸率测量方法

摘要

发明公开的一种多孔碳酸钙初始自渗吸率测量方法，利用材料物理化学中常规的氮气吸附和压汞设备，基于简单的数学计算，准确、方便、高精度的计算和测量复杂多孔碳酸钙自渗吸初期的渗吸率，提供了一种行之有效的多孔碳酸钙初期自渗吸率的测量方法。

主权项

1.一种多孔碳酸钙初始自渗吸率测量方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1：碳酸钙样本的处理；步骤2：利用氮气吸附仪自带的氮气干燥排气装置，在150-155度，利用氮气排除样本内部空气1-2个小时，之后在室温下利用氮气冷却刚刚加热排气的样本20-30分钟，并进行称重，得到样品的净质量；步骤3：按照标准的氮气吸附仪的操作，对粉体碳酸钙进行吸附/解附曲线的测量；步骤4：根据材料吸附/解附特性，在吸附/解附曲线上确定发生迟滞圈的起点和终点，并确定迟滞圈起点相对压p_i和终点的相对压p_e；步骤5：根据Kelvin公式将步骤4中的相对压力带入Kelvin公式，计算求得迟滞圈起点孔径大小r_i和终点的孔径大小r_e；其中p为相对压，γ是氮气的凝聚的表面张力，等于8.88mN.m^-1，V_L是氮气凝聚的摩尔体积，等于34.68cm³.mol^-1，T为设备实验工作温度，等于77.35K；步骤6：用步骤5中得到的孔径大小加上氮气吸附厚度，得到迟滞圈点实际孔径；步骤7：根据步骤6中得到的迟滞圈点实际孔径大小，结合氮气吸附仪器的BJH数学模型所测量的孔径大小与比表面积的数据列表，将在迟滞圈起点孔径到终点孔径上所对应的材料的比表面积相加，得到材料迟滞圈的面积S_h；步骤8：利用压汞仪测量材料内部的总孔体积V_m，及内部的比表面积S_m，根据下列公式得到材料的平均孔径R_A：$R_A=\frac{2.5·V_m}{S_m};$步骤9：根据材料迟滞圈的面积和材料的平均孔径，根据下列公式，计算单位自渗吸的体积V随根时间的函数关系：$\frac{V}{A}=\frac{\pi ·R_A^2}{A}·\sqrt{\frac{S_h·R_A^2·{\gamma }_{\mathrm{LV}}·\cos \theta }{4·\eta ·V_m}}\times \sqrt{t};$其中γ_LV，η，θ分别表示渗吸流体的表面张力，粘度和流体对材料的润湿角，A为渗吸单位面积；上述公式的左边表示的物理含义是单位面积上渗吸的体积，从物理意义上表示渗吸的深度H，即上述公式变形为：$H=\frac{\pi ·R_A^2}{A}·\sqrt{\frac{S_h·R_A^2·{\gamma }_{\mathrm{LV}}·\cos \theta }{4·\eta ·V_m}}\times \sqrt{t};$步骤10：根据自渗吸的深度与根时间的函数关系，其函数的斜率，就是材料初期的自渗吸率K_i，即：$K_i=\frac{\pi ·R_A^2}{A}·\sqrt{\frac{S_h·R_A^2·{\gamma }_{\mathrm{LV}}·\cos \theta }{4·\eta ·V_m}}.$