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lvqingsd木虫 (正式写手)
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[求助]
有关表面张力，毛细管效应的问题。拜托懂这方面的大侠帮忙！ 已有3人参与
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| 本人在实验中遇到个问题，向大家求助。就是把一种溶液，比如蔗糖溶液，中的蔗糖分子渗透入多孔的结构中，比如孔径为2nm左右的微孔碳。我认为，在渗透时同时受表面张力和毛细管效应的影响。那什么情况下能够渗透进去呢？蔗糖溶液的浓度，蔗糖的分子尺寸，孔径需要有什么关系呢？怎么从理论的角度分析这个渗透能否实现？或者需要多大的外界压力下能够实现？还有，这种渗透是否受多孔结构中的气体的影响？有些术语描述可能不准确，大概就是这个意思。拜托懂这方面的大侠指点一二。 |
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4楼2014-08-18 22:47:50
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【答案】应助回帖
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lvqingsd: 金币+50, ★★★很有帮助, 非常感谢！ 2014-08-20 10:58:41
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简单说是“润湿”问题，需要考察固体的“临界表面张力”和溶液的“表面张力”； 如果一个溶液对固体表面是“润湿”的，那么向该溶液中竖直插入毛细管的话，毛细管内液面会高于溶液界面；反之，不润湿溶液的话，毛细管内液面会低于溶液界面。 每种固体表面都有一个叫“临界表面张力”的参数，当液体表面张力高于此值时，该液体在固体表面不润湿，接触角大；反之则润湿，接触角较小（液滴扁~）。 具体到LZ这个实验，大概有以下已知信息： 液体为蔗糖溶液，固体为多孔结构； 就我的理解来看，如果可以宏观中的润湿，则微观结构中的渗入也有可能（逻辑比较奇怪~）； 故而可以先做润湿实验：多孔结构的基质如果能制成片状的话，做一个片状的（类似于玻璃形状的），然后将蔗糖溶液滴上去看看润湿情况，若有可能则测个接触角。如果接触角结果表明溶液是润湿固体的，则可以进行多孔材料的渗入研究，反之则希望不大...当然如果不润湿的话（蔗糖溶液表面张力可能比较大），也可以用蔗糖的甲醇溶液试试看~ 渗入过程还要考虑阻力的影响，溶液粘度越大、润湿性越好可能液体流过多孔结构时阻力越大，这时就得加压了~ 就我的直观感受来讲：在宏观条件下的接触角越小，溶液能润湿的孔径下限越低~当然蔗糖和2 nm这个具体的体系没做过，不了解~ 多孔结构中气体也会在固-液界面吸附，溶液润湿也是排除气体的过程，气体还存在气阻现象（气体被压缩在孔内阻止溶液润湿），可以试试先抽真空再把溶液“嘬”进结构进行操作。 不过我觉得这个工作进行的基础是：如何观察”多孔结构被蔗糖润湿过“，这也是我比较关心的问题啦。 以上相关内容可参考《界面化学》润湿作用相关章节~~ |
3楼2014-08-18 10:39:05
pingguo002
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