[发明专利]一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法

权利要求书

1.一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将填料自然堆积于固定体积容器中，称取填料质量，测得单位体积填料质量即填料堆积容重ρ_b；

步骤2：采用浸渍法测定填料密度ρ_a；

步骤3：采用工业显微镜-图像分析法测定填料平均壁厚d；

步骤4：按照公式(6)计算填料总比表面积：

S＝(2×ρ_b)/(d×ρ_a)……(6)

式(6)中：S为填料总比表面积，单位为m²/m³；d为填料平均壁厚，单位为mm；ρ_b为堆积容重，单位为kg/m³；ρ_a为填料密度，单位为g/cm³；

步骤5：确认能够为生物膜提供有效附着空间的填料表面，根据总比表面积计算有效比表面积；

步骤5所述有效附着空间是指：填料内表面积、内部构型表面积以及 填料外部受保护的褶皱处面积，有效比表面积计算公式如公式(7)所示：

式(7)中，S_e为有效比表面积，单位为m²/m³；S为总比表面积，单位为m²/m³；L_in为填料外圈无效表面积的长度，单位为mm；

步骤3中所述工业显微镜-图像分析法测定填料平均壁厚的步骤包括：

S1：采用工业显微镜对填料样品的图像进行采集和存储；

S2：将填料样品根据相同特征整体划分为一个部，再以每个部中最小重复单位作为取样段的方法对S1中的图像进行分析；

S3：利用图像处理软件分别读取S2中取样段的厚度和长度数据，取样段的厚度为该段测得的最大和最小厚度值的算术平均值；

S4：根据公式(3)-(5)计算填料平均壁厚：

式(3)、(4)、(5)中：d为填料的平均壁厚，单位为mm；L_x为每个分部的长度，单位为mm；d_x为每个分部的平均壁厚，单位为mm；x为各个分部，用a、b、c、d…表示；S_x为每个分部的总段数；f_n为各个分段的长度，单位为mm；f_n′为各个分段的厚度，单位为mm；n为取样的段数。

2.如权利要求1所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法，其特征在于，步骤1中所述填料堆积容重的测定方法为：将填料自然堆积于正方体箱体中，使填料堆积平面与箱体上平面平齐，称取填料质量，重复3次，按照公式(1)计算其算数平均值，即为填料堆积容重；

ρ_b＝(m₁+m₂+m₃)/(3×L³)……(1)

式中：ρ_b为堆积容重，单位为kg/m³；m₁为单位堆积体积填料第一次称量质量，单位为kg；m₂为单位堆积体积填料第二次称量质量，单位为kg；m₃为单位堆积体积填料第三次称量质量，单位为kg。

3.如权利要求1所述的一种多孔道有机填料有效比表面积的测定方法，其特征在于，步骤2中所述填料密度的测定方法为：采用直径不大于0.5mm的金属丝将填料悬挂在空中，称量填料在空气中的质量；用系有重锤的金属丝悬挂填料浸入放在固定支架上装满浸渍液的烧杯里，并用金属丝除去粘附在填料上的气泡，称量填料在浸渍液中的质量，填料密度计算公式(2)如下所示：

式(2)中：ρ_a为填料密度，单位为g/cm³；m_S,A为填料在空气中的质量，单位为g；ρ_L为浸渍液的密度，单位为g/cm³；m_K,L为重锤在浸渍液中的表观质量，单位为g；m_S+K,L为填料加重锤在浸渍液中的表观质量，单位为克g。