纳滤膜表面Zeta电位测试方法流动电位法

纳滤膜表面Zeta电位测试方法流动电位法

国家标准 GB/T37617一2019 纳滤膜表面Zeta电位测试方法 流动电位法 TestmethodsforZetapotentialofnanofiltration n1embraneSurface Streamingpotential meaSurement 2019-06-04发布 2020-05-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/37617一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国分离膜标准化技术委员会(SAC/TC382)提出并归口 本标准起草单位:天津膜天膜工程技术有限公司、烟台金正环保科技有限公司,天津膜天膜科技股 份有限公司、山东招金膜天股份有限公司、江苏久吾高科技股份有限公司、杭州天创环境科技股份有限 公司天津工业大学、安东帕上海)商贸有限公司、时代沃顿科技有限公司、国家海祥局天津海水化与 综合利用研究所 本标准主要起草人:范云双、王瀚漪、苗晶、胡晓宇、王旭亮、王乐译、彭文博、王炎锋、李业萍、 王思亮
GB/37617一2019 纳滤膜表面Zeta电位测试方法 流动电位法 范围 本标准规定了流动电位法测试纳滤膜表面Zeta电位的原理、仪器、条件及步骤 本标准适用于平板式纳滤膜表面Zeta电位的测试 其他平板膜、管式膜以及外压中空纤维膜Zeta 电位的测试可以参考使用 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T6682一2008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T6904工业循环冷却水及锅炉用水中pH的测定 GB/T6908锅炉用水和冷却水分析方法电导率的测定 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 nanofiltration 纳滤膜 membrane 用于脱除多价离子,部分一价离子的盐类和相对分子质量大于200的有机物的半透膜 注，改写GB/T20103一2006,定义4.1.2. 3.2 Zeta电位Zetapotential 在膜-液双电层结构中的滑动面与溶液主体之间的电位差 3.3 流动电位streamingpotential 当电解质溶液在一个毛细通道内流动时,固液界面扩散层中的自由带电荷粒子沿着溶液流动方向 运动而产生的毛细通道两端的电位差 测试原理 在膜分离过程中,膜表面上某些功能基团的离解或者质子化或者由某些吸附引起膜表面呈荷电 性,使得膜-液界面处与溶液主体呈不同的电荷分布状态,可以用双电层结构理论描述,其中Zeta电位 大小反映出膜表面的荷电性能 Zeta电位无法直接测定,可以通过流动电位间接测量 5 主要试剂 测试试剂如下:
GB/T37617一2019 -测试用水;应符合GB/T6682一2008中4.3规定的三级水要求; KCl;优级纯; HCI;分析纯; NaOH:分析纯 6 测试仪器及装置 测试仪器及装置应符合下列要求: -平板纳滤膜Zeta电位测试装置:示意图见附录A图A.l: 平板纳滤膜Zeta电位测试样品池:示意图见图A.2; 在线电导率仪测试范围:0.0AS/em一2000S/em,电导率仪应每月校正1次,电导率仪校正 按照GBy/T608执行 在线pH计精度0.01级,pH计应至少每周校正1次,pH计校正按照GB/T6904执行 -磁力搅拌器:搅拌速度50r/min1500r/min:; 压力表;量程0.o0lMPa一01MPa;精度等级1 烧杯:l000mL 测试条件 测试条件如下 电解质溶液温度:(25士2)C 电解质溶液浓度;1mmol/IKcl溶液; pH测试范围;3~10: 测试压力:0.03MPa0.06MPa; 测试流量:(100士20)mL/min. 测试方法 8 8.1样品制备 使用测试用水将平板纳滤膜样品冲洗35次,而后在1mmol/几的KCl溶液中浸泡1h 测试前 把样品取出,裁剪成若干20mm×10mm的平板纳滤膜片 8.2测试步骤 测试步骤如下 佩戴无粉尘乳胶手套将2片测试平板纳滤膜样品分别粘贴于2片样品台上,使两片平板纳滤 a 膜的功能层相对,而后把样品台固定在样品池上 b 用二通管代替样品池连通电解质溶液的流路,首先用测试用水循环清洗电解质溶液的流路,再 用1mmol/LKCl电解质溶液润洗,时间应不少于3min 卸下二通管,把样品池安装于电解质溶液的流道上;把电解质溶液注人到样品端,进行润洗,样 品池应不漏液;设定样品池的最高进口压力,调整样品池的流道高度直至电解质溶液流量Q 在(100士20)mL/min 设定不同的样品池进口压力p,记录样品池出口压力1,并记录不同压力下的电解质溶液的
GB/37617一2019 流量Q,计算样品池两端压力降Ap,绘制A/-Q曲线,参见附录B图B.1 Ap-Q曲线的线性 相关系数应在0.99以上,否则,应重新安装样品池,并调整电解质溶液流量,再次测试公p-Q 曲线 设定不同的样品池进口压力p,记录样品池出口压力p和样品池两端的流动电压AU,计算 dU 样品池两端压力降2p,绘制Ap-AU曲线,计算A/-U曲线的斜率U,参见图B.2;同时记录 电解质溶液的pH值、电导率值,按式(1)计算此pH值下的Zeta电位 用0.1mol/IHCl溶液和0.lmol/几NaOH溶液调节电解液的pH值,在pH值为3~10范围 内进行不同pH值的Zeta电位测试 每个pH值测试2次,取平均值,两次变化不大于5%; 计算平板纳滤膜样品在不同pH值下的Zeta电位值,并绘制平板纳滤膜样品的ZetarpH电位 曲线,参见图B.3,从曲线上记录样品的等电点 测试完成后,将样品池取下,用二通管连接电解质溶液的流路 用测试用水清洗电解质溶液的 g 流道2次,清洗结束后将电导率计擦拭晾干 将pH计放人3mol/的KCl保护液中 结果计算 Zeta电位按式(1)计算 dU X 式中: Zeta电位,单位为毫伏(mV). 单位压力的流动电位,单位毫伏每帕mV Pa-l); 电导率,单位为西门子每米(sm-l); 电解液的黏度,单位为帕秒(Pas),对于稀溶液,取25C水的黏度0.890×10-Pa S; 真空绝对介电常数,值为8.85×10-,单位为法拉每米(Fm-'): 电解质溶液的相对介电常数,无量纲,对于稀溶液,取25C下水的相对介电常数为78.36 10 测试报告 测试报告应包括以下内容 测试样品的材质、类型及生产厂家; a 试剂规格 b 测试时的室温; c d)测试条件、平板纳滤膜样品的ZetapH电位曲线、样品的等电点 测试日期、测试者 e
GB/T37617一2019 附 录 A 规范性附录) 平板纳滤膜Zeta电位测试装置 A.1平板纳滤膜Zeta电位测试装置示意图.见图A.1 说明: -磁力搅拌摔器 磁子 3 烧杯; 在线pH计 -在线电导率仪,与温度计一体; 水泵; 训节阀 流量计 -压力表 9,l3 10,12 -Ag/AgCl电极; 电压表; l4 -样品池 图A.1平板纳滤膜leta电位测试装置 A.2平板纳滤膜Zeta电位测试样品池示意图,见图A.2
GB/37617一2019 说明 Ag/AgCl电极 1.2 3,4 -样品台,20mm×10mm 5,6 平板纳滤膜样品; 7,8 双面胶; 电解质溶液流路 图A.2平板纳滤膜Zeta电位测试样品池
GB/T37617一2019 录 附 B 资料性附录) 平板纳滤膜Zeta电位测试示例 B.1平板纳滤膜Zeta电位测试过程中的力-Q曲线,见图B.1 y=7.231+2.697 100 =0.9983 80 60 40 20 20 5 10 5 30 35 Ap/APa 图B.1平板纳滤膜Zeta电位测试过程中的Ap-曲线 B.2平板纳滤膜Zeta电位测试过程中的4p-AU曲线,见图B.2 =0.3983-0.2362r ?=0.9969 15 30 10 25 20 /kPa 图B.2平板纳滤膜Zeta电位测试过程中的Ap-A曲线 平板纳滤膜Zeta-pH电位曲线,见图B.3 B.3
GB/37617一2019 40 20 -20- -40 -60 -80 p 图B.3平板纳滤膜ZetrplH电位曲线

纳滤膜表面Zeta电位测试方法流动电位法GB/T37617-2019

纳滤膜是一种应用广泛的膜分离技术材料，其表面电性质对其分离效率和稳定性具有重要影响。因此，对纳滤膜表面Zeta电位进行测试具有重要意义。GB/T37617-2019是我国针对纳滤膜表面Zeta电位测试方法的标准，该标准规定了流动电位法的测试原理、方法及数据处理等方面内容。本文将对该标准进行详细介绍。

一、测试原理

Zeta电位是指固体表面带电情况下与周围流体之间的电势差，反映了固体表面的电性质。在纳滤过程中，纳滤膜表面的Zeta电位会影响其与溶液中的微粒或胶体相互作用，进而影响其分离效果。流动电位法是通过测量纳滤膜表面带电状态下的电势差值，计算出Zeta电位。

二、测试方法

按照GB/T37617-2019标准的要求，进行纳滤膜表面Zeta电位测试需要注意以下几点：

1. 测试设备：应选择带有自动控制和数据处理功能的测试仪器；
2. 测试液体：应根据纳滤膜的使用条件选择合适的溶液，并加入必要的电解质；
3. 测试温度：应控制在20±1℃范围内；
4. 测试pH值：应根据实际情况调节至合适的范围内；
5. 测试时间：应依据不同纳滤膜的特性设置不同的测试时间。

三、数据处理

测试完成后，应记录测试结果，并进行数据处理。GB/T37617-2019标准规定了计算公式及计算过程，并建议对测试结果进行一定的统计学分析，以确定测试结果的可靠性和精度。

四、应用价值

纳滤膜表面Zeta电位测试方法流动电位法GB/T37617-2019为纳滤膜的设计和应用提供了科学依据，能够帮助生产厂家和用户更好地评估和选择不同材料的纳滤膜，并指导其合理的使用和维护，具有重要的应用价值。

总之，纳滤膜表面Zeta电位测试方法流动电位法GB/T37617-2019是一项重要的标准，其规范了纳滤膜表面Zeta电位测试的原理、方法及数据处理等方面内容，对纳滤膜的研究和应用具有重要的作用。通过本文的介绍，相信读者对纳滤膜表面Zeta电位测试方法有了更深入的了解。

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