一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置及測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置和利用所述測(cè)定裝置測(cè)定液固擴(kuò)散常數(shù)的方法，所述測(cè)定裝置由絕緣材料組成的基體層（1）、緊密疊加在基體層（1）表面的導(dǎo)電層（2），其中，所述導(dǎo)電層（2）由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且有一定距離的導(dǎo)電分體（3）組成。本發(fā)明的液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要使用貴重實(shí)驗(yàn)儀器，生產(chǎn)和使用成本低廉，檢測(cè)速度快，利用本發(fā)明的測(cè)定裝置測(cè)定液固擴(kuò)散常數(shù)的方法可以預(yù)測(cè)一些工業(yè)上的應(yīng)用，例如，藥物在聚合物中的擴(kuò)散時(shí)間，確定藥效時(shí)間；或當(dāng)用某聚合物材料作為容器盛放某電解溶液時(shí)，可以計(jì)算出多厚的容器壁可以存放此電解質(zhì)溶液多久而不會(huì)泄漏，在工業(yè)上具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置及測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用導(dǎo)電高分子材料和簡(jiǎn)單電流或電阻測(cè)試方法的特殊多層聚合物結(jié)構(gòu)，特別涉及一種擴(kuò)散常數(shù)的測(cè)定的方法和測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]擴(kuò)散系數(shù)(diffusion coefficient)是表示氣體(或液體)擴(kuò)散程度的物理量。擴(kuò)散系數(shù)是指當(dāng)濃度為一個(gè)單位時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的氣體或液體量。物質(zhì)的分子擴(kuò)散系數(shù)表示它的擴(kuò)散能力，是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一。根據(jù)菲克定律，擴(kuò)散系數(shù)是沿?cái)U(kuò)散方向，在單位時(shí)間每單位濃度降的條件下，垂直通過單位面積所擴(kuò)散某物質(zhì)的質(zhì)量或摩爾數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)的大小主要取決于擴(kuò)散物質(zhì)和擴(kuò)散介質(zhì)的種類及其溫度和壓力等外界條件。擴(kuò)散系數(shù)可分為自擴(kuò)散系數(shù)、互擴(kuò)散系數(shù)及內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)。
[0003]液相擴(kuò)散系數(shù)是研究傳質(zhì)過程、化工設(shè)計(jì)與開發(fā)、萃取過程、分離技術(shù)等的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，已廣泛應(yīng)用于生化及環(huán)保等新興行業(yè)中，研究和積累各類體系的擴(kuò)散系數(shù)一直被視為是重要的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。然而由于液體分子堆積密度較大，分子間平均距離遠(yuǎn)比氣體分子小，又不及固體那樣有規(guī)則排列，分子總處在較強(qiáng)相互作用的范圍內(nèi)，所以液相擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)量和理論描述遠(yuǎn)比氣體及固體困難，試驗(yàn)數(shù)據(jù)相當(dāng)缺乏?，F(xiàn)有的測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)的方法很多，常用的例如:膜池法、全息干涉法、動(dòng)態(tài)光散射方法、核磁共振法(NMR)、Taylor擴(kuò)散法等。
[0004]膜池法是一種經(jīng)典方法，讓不同濃度的溶液通過一個(gè)微孔膜進(jìn)行分子擴(kuò)散，擴(kuò)散一段時(shí)間后，測(cè)定膜兩側(cè)的濃度變化，根據(jù)菲克第一定律，計(jì)算液相擴(kuò)散系數(shù)，該法雖然操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高，但是該方法測(cè)定時(shí)間長，而且容易在膜兩側(cè)表面上存在一層極薄的滯留層，影響了測(cè)量的準(zhǔn)確性；全息干涉法是普通干涉法與全息術(shù)結(jié)合的測(cè)量方法，具有測(cè)定快速、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，但該方法需要專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器設(shè)備要求較高；核磁共振(NMR)方法可以在無破壞性、真實(shí)地反映液體樣品的自擴(kuò)散行為的情況下測(cè)量溶液分子的自擴(kuò)散系數(shù)，但是該方法也需要專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備，對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器設(shè)備要求較高，而且相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴，不適于常規(guī)檢測(cè)Jaylor擴(kuò)散法適用于液-液、液體在多孔性介質(zhì)中擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定，尤其廣泛應(yīng)用于高溫高壓下的液-液擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定，Taylor擴(kuò)散法測(cè)定速度快，操作方便，近來發(fā)展較快，但是在測(cè)量時(shí)需要一根細(xì)長的內(nèi)表面光滑的毛細(xì)管，這在實(shí)驗(yàn)中不易做到，而且，Talyor擴(kuò)散法要求流動(dòng)相以恒速通過精確的圓細(xì)管橫截面，實(shí)際中難以做到，容易產(chǎn)生誤差。
[0005]液體在固體中擴(kuò)散有很多應(yīng)用，比如研究藥物在聚合物中的擴(kuò)散行為；一些緩釋技術(shù)中需要控制液體在固體中的擴(kuò)散速度等。測(cè)量溶液在聚合物中的擴(kuò)散系數(shù)情況還有一種浸入法，即把聚合物固體放在溶液中，不斷的稱重量的變化，直到重量不再變化時(shí)，說明溶液已經(jīng)擴(kuò)散到聚合物的中心，也即擴(kuò)散距離為聚合物厚度的一半。這種浸入法適合一些在溶液中不易變軟變形的聚合物，對(duì)聚合物的選擇要求較高，同時(shí)由于這樣的測(cè)定方法不能準(zhǔn)確的對(duì)溶液擴(kuò)散完畢后給出明顯的現(xiàn)象或一種提示，造成其測(cè)量的時(shí)間有極大的不準(zhǔn)確性，只能粗略的估計(jì)一下擴(kuò)散系數(shù)，同時(shí)對(duì)一些擴(kuò)散系數(shù)較小的聚合物，稱量的誤差也較大。
[0006]楊素華、陳義等人(第二屆全國生命分析化學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告與研討會(huì)、http://WWW.meeting, edu.cn/meeting/paper/paper! detail 1.action?id=18857)等對(duì)液相擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定的方法做了新的探討，該方法以愛因斯坦擴(kuò)散公式為基礎(chǔ)，結(jié)合溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在毛細(xì)管中的穩(wěn)態(tài)遷移公式和溶液中的修正歐姆定律，推導(dǎo)出了新的計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)的公式，在合適內(nèi)標(biāo)物系統(tǒng)下，可畫出物質(zhì)在出峰時(shí)間內(nèi)電通量與該物質(zhì)在無窮稀釋條件下的擴(kuò)散系數(shù)的擴(kuò)散譜圖。首先，對(duì)ISCO電泳儀進(jìn)行了改造，編寫了軟件使其得到不同出峰時(shí)間內(nèi)的電通量；其次，對(duì)緩沖液體統(tǒng)及內(nèi)標(biāo)物的選取進(jìn)行了一系列篩選和驗(yàn)證；最后，得到了酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)隨濃度的變化趨勢(shì)，該方法用于測(cè)定液-液擴(kuò)散系數(shù)，使用改造的ISCO電泳儀，編寫了軟件使其得到不同出峰時(shí)間內(nèi)的電通量，同時(shí)還需要篩選一些合適的內(nèi)標(biāo)物。其通過測(cè)定液體的濃度變化引起的電導(dǎo)性變化，由于外加電場(chǎng)會(huì)給帶電離子的正常擴(kuò)散遷移造成影響，也會(huì)產(chǎn)生一些電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)定的電通量存在誤差，從而會(huì)影響擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算的結(jié)果。該法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)速快，可以同時(shí)測(cè)量多種微量物質(zhì)，適宜測(cè)定生物分子的擴(kuò)散系數(shù)。
[0007]除了上述方法之外，還有以下幾種方法:動(dòng)態(tài)光散射法、毛細(xì)管法、楔片干涉法等。動(dòng)態(tài)光散射法與核磁共振法一樣，不需要初始濃度差，特別適用于測(cè)量粘稠液體。與核磁共振不同的是，動(dòng)態(tài)光散射測(cè)定的是二元擴(kuò)散系數(shù)而非示蹤擴(kuò)散系數(shù)。毛細(xì)管法是最古老、最簡(jiǎn)單的方法，非常適用于做放射性示蹤測(cè)量，其擴(kuò)散池由內(nèi)徑精密的毛細(xì)管制成，長約3cm，內(nèi)徑0.05cm。池的一端封死，先將池中充滿已知濃度的溶液，然后將此池放入控溫并攪拌充分的溶劑浴中，最后將池移出并測(cè)量其中的溶質(zhì)濃度，進(jìn)而求出質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)。但這種方法費(fèi)時(shí)長，分析困難，而且按理論要求初始濃度差應(yīng)相當(dāng)小，因而逐漸不受青睞。楔片干涉儀價(jià)廉而精巧，其構(gòu)造為在兩個(gè)重疊顯微鏡載玻片的一端夾以蓋玻片。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩種不同溶液相鄰地滴在一個(gè)載玻片上，然后將蓋玻片和另一載玻片放好使兩種溶液在楔形通道中相互接觸。將楔片放在顯微鏡下，會(huì)看到濃度分布所致的干涉條紋。測(cè)量條紋位置隨時(shí)間的改變即可算出擴(kuò)散系數(shù)。該方法 簡(jiǎn)單、價(jià)廉，但較粗糙，另外測(cè)量時(shí)僅需要極少的溶劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的液-固擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)(Diffusion constant)的測(cè)定裝置和測(cè)定方法，本發(fā)明方法是通過測(cè)定液體從固體的一側(cè)擴(kuò)散至另一側(cè)的時(shí)間，然后按照由菲克定律公式的邊界條件(boundary condition)下推導(dǎo)出的擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間、擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系式計(jì)算液-固擴(kuò)散常數(shù)；本發(fā)明的液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用導(dǎo)電層與擴(kuò)散通過固體后的電解質(zhì)溶液之間的接觸導(dǎo)電特性，將測(cè)定裝置內(nèi)電流回路連通，精確獲得液體在固體內(nèi)的擴(kuò)散時(shí)間。利用本發(fā)明的測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的方法簡(jiǎn)單，操作方便，結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)定速度快捷；不僅能測(cè)定電解質(zhì)溶液在聚合物中的擴(kuò)散常數(shù)，而且還可以測(cè)定溫度變化條件下擴(kuò)散常數(shù)的變化情況，可為某些工業(yè)上的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置，包括:由絕緣材料組成的基體層和緊密疊加在基體層表面的導(dǎo)電層，其中，所述導(dǎo)電層由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且彼此分離的導(dǎo)電分體組成。
[0010]其中，所述絕緣材料為塑料、木板、紙板或玻璃。
[0011]特別是，所述塑料選自聚丙烯(PP)塑料、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)塑料或聚碳酸酯(PC)塑料，優(yōu)選為PET。
[0012]特別是，所述基體層的厚度為0.05-0.1_。
[0013]其中，所述基體層為長方體型或正方體型。
[0014]特別是，所述基體層的長度為20-30mm ;寬度為15_20mm。
[0015]其中，所述導(dǎo)電層由導(dǎo)電聚合物或金屬組成。
[0016]特別是，所述導(dǎo)電層為導(dǎo)電聚合物薄膜層或金屬薄膜層。[0017]特別是，所述的金屬選擇金、銀或銅中的一種或多種。
[0018]尤其是，采用物理氣相沉積(PVD)方法將金屬沉積在基體層的表面，制得所述的導(dǎo)電層；通過粘結(jié)的方式將金屬薄膜固定在所述基體層的表面，使得金屬導(dǎo)電薄膜緊密疊加在基體層的表面，制得所述的導(dǎo)電層。
[0019]特別是，所述導(dǎo)電聚合物選擇鹽態(tài)聚苯胺、聚吡咯或PEDOT =PSS中的一種或多種。
[0020]其中，所述鹽態(tài)聚苯胺為摻雜聚苯胺；所述導(dǎo)電聚合物聚苯胺為PANI:DBSA (十二烷基苯磺酸)；所述聚吡咯為摻雜聚吡咯；所述的PEDOT =PSS是指用PSS(poly (styrenesulfonate))慘雜的 PEDOT (poly-(3, 4-ethylened1-oxythiophene))形成的高分子聚合物。
[0021]特別是，所述摻雜聚苯胺是用酸摻雜聚苯胺；所述摻雜聚吡咯是用陰離子摻雜聚吡咯。
[0022]其中，所述酸為有機(jī)酸或無機(jī)酸；所述陰離子選擇Cl—、苯磺酸根和陰離子表面活性劑。
[0023]特別是，所述無機(jī)酸為鹽酸、磷酸、硫酸或硝酸等；有機(jī)酸為檸檬酸、苯磺酸或十二
烷基苯橫酸等。
[0024]特別是，采用涂布的方法將導(dǎo)電聚合物涂布在所述基體層的表面，制備所述的導(dǎo)電層；通過粘結(jié)的方式將導(dǎo)電聚合物薄膜固定在所述基體層的表面，使得導(dǎo)電聚合物薄膜緊密疊加在基體層的表面，制得所述的導(dǎo)電層。
[0025]其中，采用浸涂或旋涂的方式將導(dǎo)電聚合物涂布在所述基體層的表面。
[0026]特別是，所述導(dǎo)電層的厚度≤0.1mm，優(yōu)選為0.02-0.05mm。
[0027]其中，所述導(dǎo)電層為長方體型或正方體型。
[0028]特別是，所述導(dǎo)電層的長度為15-20mm ;寬度為15_20mm。
[0029]其中，還包括將導(dǎo)電聚合物涂布在所述基體層的表面，進(jìn)行干燥處理形成所述的導(dǎo)電層。
[0030]特別是，所述干燥處理包括依次將涂布了導(dǎo)電聚合物的基體層材料置于室溫(15-30°C)下干燥2-3h，然后置于干燥器中至少8h ;優(yōu)選為8-24h。
[0031]尤其是，干燥器內(nèi)的相對(duì)濕度小于20%。
[0032]其中，所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)電分體之間相互分離的相對(duì)表面的間距為導(dǎo)電分體缺口。
[0033]特別是，所述兩個(gè)導(dǎo)電分體之間的相對(duì)的表面的距離≤1mm，優(yōu)選為0.01-lmm。[0034]特別是，所述導(dǎo)電分體為長方體型或正方體型。
[0035]尤其是，所述兩個(gè)導(dǎo)電分體大小相等，即將導(dǎo)電層均等的分成兩份。
[0036]本發(fā)明另一方面，提供一種利用上述測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的測(cè)定方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟:
[0037]I)在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面設(shè)置一層待測(cè)的固體聚合物薄膜，使聚合物薄膜與導(dǎo)電層緊密貼合；
[0038]2)將上述測(cè)定裝置中的兩個(gè)導(dǎo)電分體分別與測(cè)定電信號(hào)的裝置連接；
[0039]3)將待測(cè)電解質(zhì)溶液滴在待測(cè)固體聚合物薄膜的表面，開始計(jì)時(shí)，電解質(zhì)溶液在固體聚合物薄膜內(nèi)擴(kuò)散，直至電解質(zhì)溶液擴(kuò)散至聚合物薄膜與導(dǎo)電層接觸的一側(cè)，由于電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，將所述測(cè)定裝置中的兩個(gè)彼此分離的導(dǎo)電分體連接，形成連通的電流回路，產(chǎn)生電流，計(jì)時(shí)結(jié)束，得到待測(cè)電解質(zhì)溶液擴(kuò)散通過待測(cè)聚合物薄膜的時(shí)間；
[0040]4)根據(jù)菲克第二定律推導(dǎo)的一維邊界條件下的擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系式:Z 二/1.^，計(jì)算待測(cè)電解質(zhì)溶液在待測(cè)聚合物薄膜中的擴(kuò)散常數(shù)。
[0041]其中，步驟I)中采用涂布方法將所述聚合物薄膜設(shè)置在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面；或?qū)⒕酆衔锉∧ぶ苯愉佋O(shè)在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面，使聚合物薄膜與導(dǎo)電層緊密貼合。
[0042]特別是,步驟I)中所述固體聚合物薄膜的厚度為5ym-2mm,優(yōu)選為20-100 μ m。
[0043]其中，步驟2)中所述測(cè)定電信號(hào)的裝置選擇萬用表。步驟3)中電解質(zhì)溶液擴(kuò)散過程中的溫度為0-50°C，優(yōu)選為23±2°C ;相對(duì)濕度為5-100%，優(yōu)選為50±5%。
[0044]特別是，步驟3)中將所述電解質(zhì)溶液滴加在所述測(cè)定裝置的所述兩個(gè)導(dǎo)電分體相對(duì)設(shè)置，且彼此分離位置對(duì)應(yīng)的固體聚合物薄膜的上部。
[0045]本發(fā)明又一方面提供一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置，包括:由絕緣材料組成的基體層、緊密疊加在基體層表面的導(dǎo)電層以及兩個(gè)分別緊密疊加在基體層的表面、位于導(dǎo)電層的兩端并且與導(dǎo)電層緊密結(jié)合的輔助接通電極組成，其中，所述導(dǎo)電層由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且彼此分離的導(dǎo)電分體組成。
[0046]其中，所述絕緣材料為塑料、木板、紙板或玻璃。
[0047]特別是，所述塑料選自聚丙烯(PP)塑料、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)塑料或聚碳酸酯(PC)塑料，優(yōu)選為PET。
[0048]特別是，所述 基體層的厚度為0.05-0.1mm。
[0049]其中，所述基體層為長方體型或正方體型。
[0050]特別是，所述基體層的長度為20-30_ ;寬度為15-20_。
[0051 ] 其中，所述導(dǎo)電層由導(dǎo)電聚合物或金屬組成。
[0052]特別是，所述導(dǎo)電層為導(dǎo)電聚合物薄膜層或金屬薄膜層。
[0053]特別是，所述的金屬選擇金、銀或銅中的一種或多種。
[0054]尤其是，采用物理氣相沉積(PVD)方法將金屬沉積在基體層的表面，制得所述的導(dǎo)電層；通過粘結(jié)的方式將金屬薄膜固定在所述基體層的表面，使得金屬導(dǎo)電薄膜緊密疊加在基體層的表面，制得所述的導(dǎo)電層。
[0055]特別是，所述導(dǎo)電聚合物選擇鹽態(tài)聚苯胺、聚吡咯或PEDOT =PSS中的一種或多種。
[0056]其中，所述鹽態(tài)聚苯胺為摻雜聚苯胺；所述導(dǎo)電聚合物聚苯胺為PAN1: DBSA(十二烷基苯磺酸)；所述聚吡咯為摻雜聚吡咯；所述的PEDOT =PSS是指用PSS(poly (styrenesulfonate))慘雜的 PEDOT (poly-(3, 4-ethylened1-oxythiophene))形成的高分子聚合物。
[0057]特別是，所述摻雜聚苯胺是用酸摻雜聚苯胺；所述摻雜聚吡咯是用陰離子摻雜聚吡咯。
[0058]其中，所述酸為有機(jī)酸或無機(jī)酸；所述陰離子選擇Cl—、苯磺酸根和陰離子表面活性。
[0059]特別是，所述無機(jī)酸為鹽酸、磷酸、硫酸或硝酸等；有機(jī)酸為檸檬酸、苯磺酸或十二
烷基苯橫酸等。
[0060]特別是，采用涂布的方法將導(dǎo)電聚合物涂布在所述基體層的表面，制備所述的導(dǎo)電層；通過粘結(jié)的方式將導(dǎo)電聚合物薄膜固定在所述基體層的表面，使得導(dǎo)電聚合物薄膜緊密疊加在基體層的表面，制得所述的導(dǎo)電層。
[0061]其中，采用浸涂或旋涂的方式將導(dǎo)電聚合物涂布在所述基體層的表面。
[0062]特別是，所述導(dǎo)電層的厚度≤0.1mm，優(yōu)選為0.02-0.05mm。
[0063]其中，所述導(dǎo)電層為長方體型或正方體型。
[0064]特別是，所述導(dǎo)電層的長度為15-20mm ;寬度為15_20mm。
[0065]其中，還包括將導(dǎo) 電聚合物涂布在所述基體層的表面，進(jìn)行干燥處理形成所述的導(dǎo)電層。
[0066]特別是，所述干燥處理包括依次將涂布了導(dǎo)電聚合物的基體層材料置于室溫(15-30°C)下干燥2-3h，然后置于干燥器中至少8h ;優(yōu)選為8-24h
[0067]尤其是，干燥器內(nèi)的相對(duì)濕度小于20%。
[0068]其中，所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)電分體之間相互分離的相對(duì)表面的間距為導(dǎo)電分體缺口。
[0069]特別是，所述兩個(gè)導(dǎo)電分體之間的相對(duì)的表面的距離≤1mm，優(yōu)選為0.01-lmm。
[0070]特別是，所述導(dǎo)電分體為長方體型或正方體型。
[0071]尤其是，所述兩個(gè)導(dǎo)電分體大小相等，即將導(dǎo)電層均等的分成兩份。
[0072]其中，所述輔助接通電極為銀膠電極、金薄膜電極或銅薄膜電極。
[0073]本發(fā)明再一方面，提供一種利用上述測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的測(cè)定方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟:
[0074]I)在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面設(shè)置一層待測(cè)的固體聚合物薄膜，使聚合物薄膜與導(dǎo)電層緊密貼合；
[0075]2)將上述的測(cè)定裝置兩端的輔助接通電極分別與測(cè)定電信號(hào)的裝置連接；
[0076]3)將待測(cè)電解質(zhì)溶液滴在待測(cè)固體聚合物薄膜的表面，開始計(jì)時(shí)，電解質(zhì)溶液在固體聚合物薄膜內(nèi)擴(kuò)散，直至電解質(zhì)溶液擴(kuò)散至聚合物薄膜與導(dǎo)電層接觸的一側(cè)，由于電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，將所述測(cè)定裝置中的兩個(gè)彼此分離的導(dǎo)電分體連接，形成連通的電流回路，產(chǎn)生電信號(hào)，計(jì)時(shí)結(jié)束，得到待測(cè)電解質(zhì)溶液擴(kuò)散通過待測(cè)聚合物薄膜的時(shí)間；
[0077]4)根據(jù)菲克第二定律推導(dǎo)的一維邊界條件下的擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系式:￡ = I士,計(jì)算待測(cè)電解質(zhì)溶液在待測(cè)聚合物薄膜中的擴(kuò)散常數(shù)。
[0078]其中，步驟I)中采用涂布方法將所述聚合物薄膜設(shè)置在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面；或?qū)⒕酆衔锉∧ぶ苯愉佋O(shè)在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面，使聚合物薄膜與導(dǎo)電層緊密貼合。
[0079]特別是，步驟I)中所述固體聚合物薄膜的厚度為5 μ m-2mm，優(yōu)選為20-100 μ m。
[0080]其中，步驟2)中所述測(cè)定電信號(hào)的裝置選擇萬用表。步驟3)中電解質(zhì)溶液擴(kuò)散過程中的溫度為0-50°C，優(yōu)選為23±2°C ;相對(duì)濕度為5-100%，優(yōu)選為50±5%。
[0081]特別是，步驟3)中將所述電解質(zhì)溶液滴加在所述測(cè)定裝置的所述兩個(gè)導(dǎo)電分體相對(duì)設(shè)置，且彼此分離位置對(duì)應(yīng)的固體聚合物薄膜的上部。
[0082]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0083]1、本發(fā)明的測(cè)定裝置根據(jù)導(dǎo)電層與擴(kuò)散的電解質(zhì)溶液之間的接觸導(dǎo)電的特性，將斷開的電路連通，通過檢測(cè)電信號(hào)，獲得液體在固體中的自由擴(kuò)散時(shí)間，電信號(hào)靈敏度高，測(cè)定擴(kuò)散時(shí)間準(zhǔn)確，根據(jù)菲克定律計(jì)算得到的液-固擴(kuò)散常數(shù)準(zhǔn)確，測(cè)定精確度高。
[0084]2、本發(fā)明的測(cè)定方法是通過將待測(cè)固體聚合物薄膜放置在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面，或在裝置的導(dǎo)電層的表面涂布一定厚度的固體聚合物材料，待測(cè)電解質(zhì)溶液滴在待測(cè)聚合物薄膜上，開始計(jì)時(shí)，直至萬用電表能檢測(cè)到電信號(hào)時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，計(jì)時(shí)結(jié)束，獲得待測(cè)電解質(zhì)溶液擴(kuò)散通過待測(cè)固體聚合物薄膜的時(shí)間，根據(jù)待測(cè)聚合物薄膜的厚度和待測(cè)電解質(zhì)溶液擴(kuò)散通過待測(cè)聚合物薄膜的時(shí)間，通過菲克擴(kuò)散定律計(jì)算出待測(cè)電解質(zhì)溶液在待測(cè)聚合物薄膜中的擴(kuò)散常數(shù)準(zhǔn)確。
[0085]3、本發(fā)明的測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用該測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的操作方法簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)定速度快捷，不需要使用復(fù)雜的專業(yè)的設(shè)備，成本低廉，本發(fā)明的測(cè)定裝置不僅能測(cè)定電解質(zhì)溶液在聚合物中的擴(kuò)散常數(shù)，而且還可以測(cè)定溫度變化條件下擴(kuò)散常數(shù)的變化情況，可為某些工業(yè)的上應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考，比如當(dāng)用某聚合物材料作為容器盛放某電解溶液時(shí)，可以計(jì)算出多厚的容器壁可以存放此電解質(zhì)溶液多久而不會(huì)泄漏，在工業(yè)上具有很好的應(yīng)用前景。
[0086]4、本發(fā)明方法可以測(cè)定并計(jì)算在不同溫度范圍內(nèi)的不同電解質(zhì)溶液在相同固體聚合物材料中的擴(kuò)散常數(shù)；也可以測(cè)定在不同溫度范圍內(nèi)的相同電解質(zhì)溶液在不同固體聚合物材料中的擴(kuò)散常數(shù)；還可以測(cè)定在不同溫度范圍內(nèi)的不同電解質(zhì)溶液在不同固體聚合物材料中的擴(kuò)散常數(shù)。
[0087]5、本發(fā)明中能夠在同一擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置，按照要求調(diào)節(jié)固體聚合物膜的厚度，或調(diào)整液體的濃度重復(fù)測(cè)定，還可以用于研究不同溫度下的液-固擴(kuò)散常數(shù)的變化情況，測(cè)定速度快，操作簡(jiǎn)便，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0088]圖1是本發(fā)明第一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置；
[0089]圖2是利用如圖1所示測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的示意圖；
[0090]圖3是本發(fā)明第二種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置；
[0091]圖4是利用如圖3所示測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的示意圖
[0092]附圖標(biāo)記說明:1、基體層；2、導(dǎo)電層；3、導(dǎo)電分體；4、輔助接通電極；5、待測(cè)高分子固體材料層；6、待測(cè)電解質(zhì)溶液；7、導(dǎo)電分體缺口【具體實(shí)施方式】
[0093]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0094]本發(fā)明中基體層I選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料組成，除了 PET材料之外，其他如聚酯、聚酯酰亞胺、氟碳乙烯、亞酰胺纖維紙或聚丁烯對(duì)酞酸鹽、玻璃、木板、紙板均適用于本發(fā)明。
[0095]實(shí)施例1
[0096]如圖1，本發(fā)明的液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置整體呈長方體型，包括:由絕緣材料組成的不導(dǎo)電的基體層1、設(shè)置在基體層I表面并且由導(dǎo)電高分子材料組成的導(dǎo)電層2，其中導(dǎo)電層2由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且彼此分離有一定距離的導(dǎo)電分體3組成，兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間的間距本發(fā)明中稱之為導(dǎo)電分體缺口 7。
[0097]基體層1、導(dǎo)電層2、導(dǎo)電分體3呈長方體型或正方體型。基體層I與導(dǎo)電層2緊密疊加，緊密結(jié)合，即導(dǎo)電層2緊密疊合在基體層I的表面。
[0098]基體層I的長度為20-30mm,厚度為0.05-0.1mm,寬度為15_20mm ;導(dǎo)電層2的厚度為0.02-0.05mm,長度為15_20mm ;兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間的相對(duì)的表面的距離為0.1-0.15mm,即兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間的間距H即導(dǎo)電分體缺口 7的寬度為0.1-0.15mm。
[0099]1、制備液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置
[0100]I)采用旋涂?jī)x(沈陽司樂公司)將導(dǎo)電高分子溶液PED0T:PSS溶液(北京伊諾凱科技有限公司)以旋涂的方式涂布在聚對(duì)苯二甲酸二乙醇酯(PET)基體層I上，其中，PEDOT:PSS溶液的固含量為15%;
[0101]本發(fā)明實(shí)施例中導(dǎo)電高分子溶液PEDOT:PSS溶液中的溶劑為乙二醇，溶液除了乙二醇之外，其他溶液如水也適用于本發(fā)明。
[0102]2)將涂布了 PEDOT:PSS溶液后的PET基體層材料置于室溫(15_30°C)下干燥2_3h，然后置于干燥器(相對(duì)濕度小于20%)中干燥8-24h，形成由PEDOT =PSS組成的導(dǎo)電層2 ；
[0103]本發(fā)明中通過涂布方式將導(dǎo)電聚合物涂布在所述基體層的表面，干燥形成導(dǎo)電層的過程中在干燥器內(nèi)干燥時(shí)間≥8h，其中干燥器內(nèi)的相對(duì)濕度小于20%。
[0104]本發(fā)明的導(dǎo)電高分子膜除了 PEDOT:PSS之外，其他導(dǎo)電高分子如摻雜聚苯胺、聚吡咯、金屬薄膜(如金、銀、銅薄膜)也適用于本發(fā)明，可以用作制備本發(fā)明裝置的導(dǎo)電層2的材料。
[0105]采用金屬薄膜作為導(dǎo)電層，是將金屬(如金、銀、銅薄膜)采用物理氣相沉積(PVD)方法將金屬沉積在基體層的表面。
[0106]3)將涂布了 PEDOT:PSS導(dǎo)電高分子膜的PET基體材料裁切成25 (長)X 15 (寬)mm的試樣，然后用刀片將試樣上的導(dǎo)電層2切開，使導(dǎo)電層2分成兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且彼此分離的導(dǎo)電分體3，制得液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置，其中，PET基體層的厚度為0.05-0.1mm ;涂布的導(dǎo)電層2的厚度為0.02-0.05mm ;兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間切開的開口(即兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間的間距H即導(dǎo)電分體缺口 7)距離為0.1-lmm。[0107]本實(shí)施例中基體層的厚度為0.1mm ;涂布的導(dǎo)電層2的厚度為0.05mm ;兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間切開的開口(即兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間的間距H即導(dǎo)電分體缺口 7)距離為0.01mm。
[0108]本發(fā)明實(shí)施例中兩個(gè)導(dǎo)電分體3之間的間距即導(dǎo)電分體缺口 7除了采用刀片將導(dǎo)電層2切開之外，其他如在涂布過程中預(yù)先預(yù)留出一定的距離，形成所述的導(dǎo)電分體缺口，例如在進(jìn)行PVD沉積過程中在基體層的表面覆蓋一根直徑為0.01-1mm的細(xì)線，PVD沉積后將細(xì)線去除，將導(dǎo)電層分成兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的且彼此分離的導(dǎo)電分體。其他任何可以將導(dǎo)電層2分開的方法均適用于本發(fā)明。[0109]2、測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù):
[0110]2-1)采用涂布器(天津精科科儀，500 μ m)將溫度為80-85°C、質(zhì)量百分比濃度為20%的聚乙烯醇(PVA，平均分子量在72000左右，Sigma-Aldrich公司生產(chǎn))溶液涂布在擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置的導(dǎo)電層2的表面，在室溫(23 ± 2 °C )下干燥2-3h后再放入干燥器(相對(duì)濕度小于20%)中干燥8-12h，在導(dǎo)電層2的表面形成一層PVA層(即待測(cè)高分子固體材料層
5)，如圖2所示，擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置導(dǎo)電層2表面形成的PVA層的厚度通過掃描電子顯微鏡(scanning electronmicroscope)檢測(cè)為 100 + 0.2 μ m ；
[0111]2-2)將擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置中的兩個(gè)導(dǎo)電分體3分別接到臺(tái)式萬用表上，選電流檔，由于測(cè)定裝置中的兩個(gè)導(dǎo)電分體3彼此分離，不能形成通路，沒有電流通過，臺(tái)式萬用表指針指O ;
[0112]本發(fā)明實(shí)施例中除了采用臺(tái)式萬用表來監(jiān)測(cè)電路是否連通之外，還可以采用其他能給出電信號(hào)或聯(lián)結(jié)電信號(hào)后有明顯特征的裝置，如電鈴、LED燈或任何指示計(jì)時(shí)終點(diǎn)的方法等。
[0113]2-3)在23±2°C、相對(duì)濕度在50±5%的條件下，將濃度為0.01mol/L的NaOH溶液滴在導(dǎo)電層2的兩個(gè)導(dǎo)電分體3的相對(duì)缺口 7的正上方的待測(cè)高分子固體材料層5上，如圖2所示，從NaOH溶液滴在待測(cè)高分子固體材料層5上開始計(jì)時(shí)，直到觀察到臺(tái)式萬用表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(即電路中出現(xiàn)電流)時(shí)停止，這一段時(shí)間即為電解質(zhì)溶液(即液體NaOH溶液)從PVA高分子固體材料層(待測(cè)高分子固體材料層5)的一側(cè)自由擴(kuò)散至固體材料層另一側(cè)的自由擴(kuò)散的時(shí)間(t);其中，NaOH溶液在厚度為IOOym的PVA固體中的自由擴(kuò)散時(shí)間為80s。對(duì)于符合菲克定律的擴(kuò)散，如果菲克第二定律公式中的擴(kuò)散系數(shù)D為不隨濃度和時(shí)間變化的常數(shù)，由一維模型的邊界條件，可以得到擴(kuò)散距離與擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系式為(V.Vittoria et al, Polymer-solvent complexes and intercalatesll, Wiley-VC
H,1998，P218):
[0114]L = IyfDi(I)
[0115]其中，L為擴(kuò)散距離；D為擴(kuò)散系數(shù)；t為擴(kuò)散時(shí)間。
[0116]對(duì)于從起始點(diǎn)往固體中擴(kuò)散的情況，固體中的擴(kuò)散距離為一維情況下的一半(V.S.Markin, R.Yu.Kosenko andA.L 1rdanski1.Diffusion transport of water inhydrophilic polymers underfree swelling conditions.Pharmaceutical ChemistryJournal,1998，32，443-446.):
[0117]Ll^yfDtII；
[0118]其中，L1為液體在固體中的擴(kuò)散距離；D為擴(kuò)散系數(shù)；t為擴(kuò)散時(shí)間。
[0119]根據(jù)菲克擴(kuò)散定律計(jì)算擴(kuò)散常數(shù)，適合于擴(kuò)散系數(shù)隨濃度變化的菲克擴(kuò)散情況，液體在固體中擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系如式(III)所示(J.Crank, Themathematics of diffusion.0xford University Press, 1970，p.102-103.):
[0120]Lz=ks[t (III)
[0121]其中，L2為擴(kuò)散距離，本發(fā)明中擴(kuò)散距離為高分子固體材料層的厚度(μm) ；t為液體在固體中擴(kuò)散的時(shí)間(s);k為液體在固體中的擴(kuò)散常數(shù)(μ m/s°_5)，計(jì)算結(jié)果如表1所
/Jn ο
[0122]擴(kuò)散常數(shù)(k)在某一對(duì)應(yīng)的菲克擴(kuò)散當(dāng)中，是一個(gè)確定的值，這個(gè)常數(shù)與理想的菲克擴(kuò)散中的擴(kuò)散系數(shù)有一個(gè)確定的關(guān)系。理想的菲克擴(kuò)散中，擴(kuò)散系數(shù)(D)不隨濃度和時(shí)間改變時(shí)，一維邊界條件下推導(dǎo)的液體在固體中的擴(kuò)散距離與時(shí)間和擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系為:
[0123]L1 =^Dt
[0124]其中，L1為液體在固體中的擴(kuò)散距離；D為擴(kuò)散系數(shù)；t為擴(kuò)散時(shí)間。
[0125]菲克擴(kuò)散中的擴(kuò)散系數(shù)(D)不隨擴(kuò)散物質(zhì)的濃度和擴(kuò)散時(shí)間的變化而變化時(shí)，才能使用上述擴(kuò)散距離計(jì)算公式，而通常情況下，實(shí)際擴(kuò)散系數(shù)因?yàn)閿U(kuò)散情況和類型的不同是需要修訂的，因此，通常采用由菲克定律公式的一維邊界條件下推導(dǎo)出的擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系式:Z2=，來研究菲克擴(kuò)散中擴(kuò)散距離與擴(kuò)散時(shí)間的關(guān)系，此時(shí)k值比D更有實(shí)際意義。
[0126]實(shí)施例2
[0127]除了測(cè)定NaOH溶液-聚乙烯醇的擴(kuò)散常數(shù)步驟中采用涂布器(天津精科科儀，500 μ m)將質(zhì)量百分比濃度為20%的PVA溶液涂布在擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置的導(dǎo)電層2的表面，形成厚度為50±0.2 μ m的PVA層(即待測(cè)高分子固體材料層5)，NaOH溶液在厚度為50 μ m的PVA固體中的自由擴(kuò)散時(shí)間為19s之外，其余與實(shí)施例1相同，根據(jù)菲克擴(kuò)散定律計(jì)算出擴(kuò)散常數(shù)，計(jì)算結(jié)果如表1所示。
[0128]實(shí)施例3
[0129]除了測(cè)定NaOH溶液-聚乙烯醇的擴(kuò)散常數(shù)步驟中采用涂布器(天津精科科儀，200 μ m)將質(zhì)量百分比濃度為10%的PVA溶液涂布在擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置的導(dǎo)電層2的表面，形成厚度為20±0.2 μ m的PVA層(即待測(cè)高分子固體材料層5);在厚度為20 μ的PVA固體中的自由擴(kuò)散時(shí)間為3s之外，其余與實(shí)施例1相同，根據(jù)菲克擴(kuò)散定律計(jì)算出擴(kuò)散常數(shù)，計(jì)算結(jié)果如表1所示。
[0130]表1NaOH溶液在PVA高分子固體材料中的擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定結(jié)果表
[0131]
【權(quán)利要求】
1.一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置，其特征是，包括:由絕緣材料組成的基體層(I)和緊密疊加在基體層(I)表面的導(dǎo)電層(2)，其中，所述導(dǎo)電層(2)由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且彼此分離的導(dǎo)電分體(3)組成，所述兩個(gè)導(dǎo)電分體之間相互分離的間距為導(dǎo)電分體缺口(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其特征是所述絕緣材料選自塑料、木板、紙板或玻3? ο
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定裝置，其特征是所述導(dǎo)電層(2)是由導(dǎo)電聚合物或金屬組成。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)定裝置，其特征是所述導(dǎo)電聚合物選擇聚苯胺、聚吡咯或PEDOT =PSS中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定裝置，其特征是所述兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)電分體(3)之間的相對(duì)的表面的距離為〈1mm。
6.一種利用如權(quán)利要求1-5任一所述測(cè)定裝置測(cè)定-固擴(kuò)散常數(shù)的方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟: 1)在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面設(shè)置一層待測(cè)的固體聚合物薄膜，使聚合物薄膜與導(dǎo)電層緊密貼合； 2)將如權(quán)利要求1-5任一所述的測(cè)定裝置中的兩個(gè)導(dǎo)電分體分別與測(cè)定電信號(hào)的裝置連接； 3)將待測(cè)電解質(zhì)溶液滴加在待 測(cè)固體聚合物薄膜的表面，開始計(jì)時(shí)，電解質(zhì)溶液在固體聚合物薄膜內(nèi)擴(kuò)散，直至電解質(zhì)溶液擴(kuò)散至聚合物薄膜與導(dǎo)電層接觸的一側(cè)，由于電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電作用，將所述測(cè)定裝置中的兩個(gè)彼此分離的導(dǎo)電分體連接，形成連通的電流回路，產(chǎn)生電流，計(jì)時(shí)結(jié)束，得到待測(cè)電解質(zhì)溶液擴(kuò)散通過待測(cè)聚合物薄膜的時(shí)間； 4)根據(jù)菲克第二定律推導(dǎo)的一維邊界條件下的擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系式:z = h/F，計(jì)算待測(cè)電解質(zhì)溶液在待測(cè)聚合物薄膜中的擴(kuò)散常數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，步驟3)中將電解質(zhì)溶液滴加在測(cè)定裝置的所述兩個(gè)導(dǎo)電分體(3)相對(duì)設(shè)置，且彼此分離位置對(duì)應(yīng)的固體聚合物薄膜上部。
8.一種液-固擴(kuò)散常數(shù)測(cè)定裝置，其特征是，包括:由絕緣材料組成的基體層(I)、緊密疊加在基體層(I)表面的導(dǎo)電層(2)以及兩個(gè)分別緊密疊加在基體層(I)的表面、位于導(dǎo)電層(2)的兩端并且與導(dǎo)電層(2)緊密結(jié)合的輔助接通電極(4)，其中，所述導(dǎo)電層(2)由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且彼此分離的導(dǎo)電分體(3)組成。
9.如權(quán)利要求8所述的測(cè)定裝置，其特征是所述輔助接通電極(4)為銀膠電極、金薄膜電極或銅薄膜。
10.一種利用如權(quán)利要求8或9所述測(cè)定裝置測(cè)定液-固擴(kuò)散常數(shù)的方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟: 1)在所述測(cè)定裝置的導(dǎo)電層的表面設(shè)置一層待測(cè)的固體聚合物薄膜，使聚合物薄膜與導(dǎo)電層緊密貼合； 2)將如權(quán)利要求8-9任一所述的測(cè)定裝置兩端的輔助接通電極分別與測(cè)定電信號(hào)的裝置連接； 3)將待測(cè)電解質(zhì)溶液滴在待測(cè)固體聚合物薄膜的表面，開始計(jì)時(shí)，電解質(zhì)溶液在固體聚合物薄膜內(nèi)擴(kuò)散，直至電解質(zhì)溶液擴(kuò)散至聚合物薄膜與導(dǎo)電層接觸的一側(cè)，由于電解質(zhì)的導(dǎo)電作用，將所述測(cè)定裝置中的兩個(gè)導(dǎo)電分體連接，形成連通的電流回路，產(chǎn)生電流，計(jì)時(shí)結(jié)束； 4)根據(jù)菲克第二定律推導(dǎo)的一維邊界條件下的擴(kuò)散距離、擴(kuò)散時(shí)間和擴(kuò)散常數(shù)的關(guān)系式:L = kJ計(jì)算待測(cè)電解質(zhì)溶 液在待測(cè)聚合物薄膜中的擴(kuò)散常數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01N13/00GK103543089SQ201310032610
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】萬祥龍 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)