Способ измерения проницаемости пористых материалов

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 550569

Союз Советских социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.12.75 (21) 2199055/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл а G OIN 27/78

Государственный комитет

Совета Мииистрее СССР

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10 (53) УДК 539.143.43 (088.8) ло делам изебретеиий и открытий

Дата опубликования описания 27.04.77 (72) Авторы изобретения

В. Я. Волков, Г. А. Великанов, Д, Г. Добреньков и А. А. Ильин (71) Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение может быть использовано для измерения проницаемости пористых материалов в биологии (биологических мембран), нефтедобывающей и химической промышленности (молекулярных сит, пористых катализаторов, сорбентов и др.) .

Известны способы измерения проницаемости пористых материалов, основанные на методе меченых атомов (1, 21.

Эти способы требуют защиты от радиации, приводят к частичному разрушению образцов и не дают высокой точности.

Известен способ измерения проницаемости пористых материалов, основанный на явлении ограниченной самодиффузии молекул жидкости, включающий ядерно-магнитныерезонансные измерения с импульсным градиентом магнитного поля, причем интервал времени между импульсами градиента устанавливают больше, чем время, необходимое для диффузии молекул на расстоянии, равное размеру пор в образце, измеряют сигнал эхо от ядер образца. Изменяя величину импульсов градиента, снимают зависимость относительной амплитуды ядерного спинового эха от величины импульсов градиента и по этой зависимости определяют коэффициент самодиффузии жидкости, а затем и проницаемость мембран.

Однако известный способ не позволяет получить достоверных значений проницаемости.

Это происходит вследствие того, что определяемый коэффициент самодиффузии жидко5 сти не отражает процесс диффузии молекул через мембраны, в частности, он отличен от нуля даже в случае полной непроницаемости мембран.

С целью получения достоверного значения

10 проницаемости увеличивают интервал времени между импульсами градиента при фиксированной их амплитуде, повторяют измерение амплитуды сигнала эха и по зависимости амплитуды эха от интервала между импуль15 сами градиента судят о проницаемости.

Способ осуществляется следующим образом.

Для измерений используется импульсный спектрометр ядерного магнитного резонанса с блоком импульсного градиента. Образец в пробирке помещается в датчик спектрометра. Для получения сигнала ядерного спинового эха от ядер образца включают обычную последовательность двух высокочастотных импульсов 90 — 180 . После каждого высокочастотного импульса подают по одному импульсу градиента.

Устанавливают интервал Л между импульсами градиента больше, чем время, необхо550569

1 DOD

L D0 — D (2) Составитель В. Филиппов

Редактор Т. Янова

Техред И. Карандашова Корректор И. Позняковская

Заказ 682/4 Изд. № 3!1 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 по делам изобретений и открытий

Типография, пр. Сапунова, 2 димое для диффузии молекул на расстояние, равное размеру пор (Л„р), изменяя Л в сторону увеличения, при фиксированной амплитуде g импульсов градиента, изучают зависимость относительной амплитуды эха R от Л.

По формуле

1n R = — т о g (Л вЂ” о/3) D, где у — гиромагнитное отношение диффундирующих ядер; б — длительность импульсов градиента;

D — коэффициент диффузии молекул жидкости через мембраны.

Затем рассчитывают проницаемость где P — проницаемость;

Dr,— коэффициент самодиффузии жидкости в отсутствии мембран при огр

Изобретение позволяет исследовать биологические и другие объекты in vivo практически без какого-нибудь вредного обратного воздействия на изучаемый объект, не требует защиты от радиации. Для измерений может быть использована стандартная импульсная аппаратура ядерного магнитного резонанса с блоком импульсного градиента магнитного поля. Способ экспрессен, время измерения лежит в пределах 10 — 15 мин на образец.

Формула изобретения

Способ измерения проницаемости пористых материалов, основанный на явлении ограниченной самодиффузии молекул жидкости, включающий ядерно-магнитные резонансные

10 измерения с импульсным градиентом магнитного поля, причем интервал времени между импульсами градиента устанавливают больше, чем время, необходимое для диффузии молекул на расстояние, равное размеру пор в образце, измеряют сигнал эхо от ядер образца, отличающийся тем, что, с целью получения достоверного значения проницаемости, увеличивают интервал времени между импульсами градиента при фиксированной их амплитуде, повторяют измерение амплитуды сигнала эха и по зависимости амплитуды эха от интервала между импульсами градиента судят о проницаемости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кобранова В. Н. Физические свойства горных пород, М., Недра, 1962, с. 3 — 100.

2. Заявка на изобретение Из 2153543/25, М.

Кл.з G 01N 27/78, 25.06.75.

3, Cooper К. L. et а1 Biophys 1., 1974, 14, Хо 3, 161 (прототип).