[发明专利]利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用正子消散光谱(positron annihilationspectroscopy)量测薄膜的特性的方法及其样品保持器，特别是涉及一种利用正子消散光谱量测薄膜在湿式状态下的特性的方法及其样品保持器。

背景技术

渗透蒸发为一结合渗透与蒸发两种程序的薄膜分离(membraneseparation)技术，过去渗透蒸发技术的研究，大多是关于醇水溶液的脱水的应用。高效能渗透蒸发的膜具体地基于以下两个准则：渗透通量的增加与选择性的提高。由此观点，由一薄的致密上层(dense top layer)与一多孔支持层(porous supporting layer)所构成的非对称性(asymmetric)复合薄膜(TFC membrane；thin-film composite membrane)为合适的选择，因为薄的选择性表皮层具有较低的质传阻力，可提高渗透通量。但是，无论如何改善薄膜或其材质，天生的膨润问题始终依旧存在。因为渗透蒸发薄膜终是要与供给溶液(feed solution)或待分离溶液直接接触，薄膜无可避免地遭受某种程度的膨润(swelling)。供给溶液与渗透蒸发薄膜之间强烈地互相影响。为了了解如此的影响，需要对薄膜的膨润特性进行研究。

另一方面，一般用于渗透蒸发的薄膜的材质为水渗透选择性(permselectivity)或有机溶剂渗透选择性，不论哪一种情况，当渗透物种的浓度高时，薄膜受到高度膨润，而导致渗透选择性的降低。

然而，对于复合薄膜(TFC membrane)的膨润度的量测，具有技术上的问题，目前大部分的仪器基本上仅适用于独立的薄膜。虽然，正子消散光谱(positron annihilation spectroscopy；PAS)的出现，借由PAS对复合薄膜(TFC membrane)的膨润特性的研究，已有极大的进展，但是这些复合薄膜的特性仍旧是在干式状态下量测所得，亦即，传统的仪器只能测量薄膜在干式状态下的特性，而非膨润状态下的特性。因此，提供一种利用正子消散光谱量测薄膜在湿式状态下的特性的方法，乃目前产业界亟欲发展的技术重点。

由此可见，上述现有的量测薄膜特性的方法在产品结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的量测薄膜特性的方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法及样品保持器，能够改进一般现有的量测薄膜特性的方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的量测薄膜特性的方法存在的缺陷，而提供一种新的利用正子消散光谱术量测薄膜特性的方法，所要解决的技术问题是使其提供一种利用正子消散光谱术量测薄膜在湿式状态下的特性的方法及其样品保持器，可量测薄膜在湿式状态下的自由体积及其层构造，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的量测薄膜特性的方法及样品保持器存在的缺陷，而提供一种新的样品保持器，所要解决的技术问题是使其薄膜在湿式状态下放入正子消散光谱仪的真空系统中，仍不影响真空系统的高真空环境，且可接受正子束的冲击，借由观察三重态正负电子偶(ortho-positronium)的消散时间(annihilation lifetime)，进行特性量测，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，克服现有的量测薄膜特性的方法及样品保持器存在的缺陷，而提供一种新的样品保持器，所要解决的技术问题是使其可同时放置复数片的薄膜，设置于真空移动密封件(motion feedthrough)时，可量测多组薄膜与液体的关系或单独薄膜的特性，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种利用正子消散光谱术(positron annihilationspectroscopy)量测薄膜特性的方法，是量测薄膜在湿式状态下的特性的方法，包含以下步骤：

提供一待测薄膜，具有一第一表面与一第二表面；