用等浓度薄层移动法测量液相扩散系数

王瑞仙，钱春霖，王 艳，孟伟东，普小云

(云南大学 物理与天文学院，云南 昆明 650091)

液相扩散系数是研究传质过程，计算传质速率及化工设计与开发的重要基础数据，广泛应用于物理、化工、生物及医学等领域中[1-4]. 膜池法、泰勒分散法和全息干涉法是测量液相扩散系数的3种传统方法. 其中，膜池法所需操作时间长，而且需要对实验系统进行膜池标定[5]；泰勒分散法由于设备加工精度的限制导致其测量精度较低[6]；全息干涉法测量精度高, 但对实验装置的稳定性要求高, 测量时间较长[7].

为解决上述存在的问题，李强等[8]基于玻璃毛细管对芯区溶液折射率的空间分辨测量能力，提出了用玻璃毛细管测量液相扩散系数的方法——等折射率薄层移动测量法. 该方法较好地解决了传统测量方法存在的测量速度慢、抗环境干扰能力弱等问题，并具有样品需要量少、测量速度快、系统稳定性好等特点[9-10]. 但在确定等折射率薄层位置时，推导并计算出液芯柱透镜的焦距与芯区液体折射率的关系f(n)；在确定等折射率薄层对应的溶液浓度时，用实验方法测量并拟合出溶液的浓度与折射率[11]的对应关系C(n). 为简化测量过程，进一步缩短测量时间和提高测量精度，本文基于消球差液芯柱透镜搭建了光学测量体系，提出用等浓度薄层替代等折射率薄层的方法测量液相扩散系数. 无需计算f(n)和测量C(n) 关系，用等浓度薄层移动测量法即可测量液相的扩散系数. 本文……