离子交换膜的表面改性研究进展

为了将离子交换膜更好地应用于工业领域,对其性能的掌握与改进是必不可少的。表面改性是提高离子交换膜性能的有效途径之一。已经使用了各种方法来对离子交换膜表面进行改性,包括化学结合表面改性、电辅助沉积表面改性、等离子体表面改性、吸附表面改性等。这些方法能够产生薄而精细的功能层,并且还能够改变表面的化学结构。本文综述了离子交换膜的表面改性方法,介绍了目前国内外对于离子交换膜表面改性方面的研究进展,对实际应用具有重要的参考意义。

全氟离子交换膜运行总结

从到货验收、离子膜单元槽组装、电解槽开车过程、系统稳定运行中产品的品质、电流效率、电耗等对某离子膜的性能进行总结。

天津大学先进内燃动力全国重点实验室副研究员刘鑫 研发燃料电池离子交换膜 共谱清洁能源新华章

面对不可再生能源消耗和全球性环境危机,人类对清洁能源的需求不断增加。我国提出“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的国家战略发展目标,旨在引领世界经济走向绿色健康发展。这对我国科研学者提出了新的挑战,他们迅速响应国家政策。

面向水系有机液流电池的离子交换膜

离子交换膜是水系有机液流电池的核心部件,其对离子的快速、选择性传导是水系有机液流电池实现高能量效率、低容量衰减速率的关键.而离子的传导过程与膜内的微观结构密切相关,因此本文结合膜内离子传导通道的构筑策略分析,综述微相分离膜、自具微孔膜、微孔框架膜在水系有机液流电池中的发展;并围绕离子交换膜的离子传导性、电活性分子阻隔性、稳定性和兼容性等重要特性,探讨离子交换膜设计及优化方向,以期为水系有机液流电池专用离子交换膜的创制提供参考.

离子交换膜的合成及其应用概述

离子交换膜(IEM)近年来发展迅猛,引起了诸多研究人员对该领域的热烈研究和讨论。概括了IEM的不同类型(阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜、双极膜)和电化学性能及其相应的工作原理,并介绍了IEM的合成方法。IEM被广泛应用于各种领域,包括电渗析、反向扩散渗析和膜电容去离子、反向电渗析、燃料电池、氧化还原液流电池、电解等。通过对IEM的类型、工作原理、制备方法、应用领域的综合介绍,可为IEM的未来发展提供一定的借鉴。

阳离子交换膜对氯离子透过率的研究

在电渗析过程中,离子交换膜隔绝反离子并使同离子通过,但实际使用过程中并非完全隔离,在电渗析过程中仍有部分反离子透过膜,限制了离子交换膜的应用效果,尤其是在氯离子环境中阳离子交换膜在实际使用过程中会有氯离子透过阳膜到达产物与阳极,产生的氯气污染环境、加剧膜的氧化,降低了膜的透过性,形成了恶性循环,为探究电渗析过程中离子交换膜对氯离子的截留效果,本文开展了阳离子交换膜对氯离子透过率的相关研究,研究表明,阳离子交换膜的种类对阳离子交换膜对氯离子的透过率有重要影响;电流密度和原料初始浓度的增加会导致阳离子交换膜对氯离子的透过率增加,实际生产中为减少产物中氯离子的含量,同时保证较高的生产效率,需要综合考量各方面的影响因素以确定最佳的工艺条件。

电渗析离子交换膜污染控制措施研究

为了解决电渗析技术处理垃圾渗滤液MBR产水过程中的膜污染问题,采用电絮凝和臭氧氧化2种预处理方式对MBR产水进行预处理,考察2种预处理方式对离子交换膜污染的控制效果。研究结果表明,经过电絮凝预处理后的废水COD和吸光度分别降低26.1%、14.5%,经过臭氧氧化预处理后的废水COD和吸光度分别降低28.0%、87.8%,电絮凝和臭氧氧化预处理使得膜电阻比没有经过预处理时分别下降了7.74%和52.87%,臭氧氧化预处理对电渗析过程中膜污染现象的预防效果优于电絮凝技术;采用pH值为11的NaOH溶液可以有效地恢复离子交换膜的性能,清洗后的膜电阻和脱盐效率均可以恢复到初始状态。

单价选择性离子交换膜的制备方法

单价选择性离子交换膜在硬水软化、杂盐纯化、盐湖提锂等领域具有重要作用。通过总结一、二价离子选择透过膜的制备方法,解释了膜表面修饰改性和掺混改性这两种改性方法的原理和特点及其标志性案例。研究发现,采用表面涂覆、电沉积、化学接枝等方法可有效提高离子交换膜对一、二价离子的选择分离性能,对实际应用具有较大的参考意义。

离子交换膜的制备及发展趋势研究

为探究离子交换膜的制备及其发展趋势,并对离子交换膜的制备技术进行优化探究,本文总结了离子交换膜制备的技术研究现状,离子交换膜的功能、种类及异相离子交换膜和均相离子交换膜之间的差别等。最终发现离子交换膜的制备技术发展是从构造改良上展开,其发展趋势主要以改良创新均相离子交换膜的制备技术为主,同时根据离子交换树脂制备技术对异相离子交换膜的制备工艺进行改良。

巧用氧化还原反应原理 突破离子交换膜难题

离子交换膜是近年来高考电化学试题中出现的新热点.因离子交换膜在新物质的制备、难溶性化合物的制取、金属的回收和光能的利用等方面都有着非常广泛的应用,在高考化学试题中出现的频率较高.以2022年各地化学高考中出现的离子交换膜试题为例,探讨了离子交换膜问题的解题规律.

关注电化学试题中离子交换膜的考查

离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜,在应用时,主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜.根据透过的微粒可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等.其主要作用是平衡整个溶液的离子浓度或电荷,同时,也可隔离某些物质防止发生反应,用于物质的制备、分离、提纯等.

电化学中的离子交换膜常见题型归类例析

电化学题目是近几年高考试题中的考查热点.在电化学装置中涉及离子交换膜的试题,深入考查学生对原电池和电解池工作原理的认识,很好地体现了新课标理念.本文结合典型例题对涉及离子交换膜的题型进行分类例析,以供学生复习参考.离子交换膜又称为离子选择透过性膜,常见的类型有阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜等.离子交换膜的作用是使离子选择性定向迁移,以平衡整个溶液的离子浓度或电荷,防止副反应的发生,避免影响所制取产品的质量,也可以用于物质的制备、分离、提纯等.

基于问题情境高三复习中核心素养培育——以“离子交换膜在电化学中的应用”为例

问题情境的创设有利于培养学生的发散思维,提升学生化学核心素养.以离子交换膜在电化学中的应用为主线,设计进阶式问题,使学生在解决问题的过程中构建电化学的解题思维模型,培育学生的化学核心素养.

三种均相离子交换膜开发成功

北京廷润膜技术开发有限公司在国内首次开发成功三种均相离子交换膜，并已投入批量生产，这三种均相膜分别是均相单片型双极性膜、均相阳离子交换膜及均相阴离子交换膜．这三种膜均已取得国家发明专利权和专利证书，其详细情况如下：

电容去离子脱盐技术:离子交换膜复合活性炭电极的性能

引言 随着世界经济及工业的发展、人口的不断增长及环境污染的日益严重,淡水资源的需求量与日俱增。如何从占世界总储水量96%的海水中获得廉价的淡水在世界范围内日益受到关注。

全氟磺酸离子交换膜的制备与性能研究

采用四氟乙烯、六氟丙烯和全氟磺酰基乙烯基醚共聚合成了全氟磺酸离子交换树脂,通过溶液浇铸法将其制成全氟磺酸离子交换膜(PSAIM)。PSAIM膜显示出优良的力学性能、电化学性能以及化学稳定性。TGA测试结果表明,PSAIM膜的初始热分解温度超过 400℃;DSC测试结果显示,膜中存在微观相分离,该膜具有三个热转变温度,分别对应于非晶区、离子簇区和结晶区。

离子交换膜全钒液流电池的研究

阴离子交换膜JAM-10和阳离子交换膜Nafion-117用于全钒液流电池,其物理和电化学性能的研究表明:全氟化Nafion-117膜的机械强度和化学稳定性优于JAM-10膜,且Nafion-117膜的导电性好,适合大电流充放电,但正、负极钒溶液更易于相互渗透,水的转移快,电池的库仑效率低于用JAM-10膜的电池。JAM-10膜对阳离子存在排斥效应,可有效抑制正、负极溶液的交叉污染,但水的转移减慢,电极电阻增大;JAM-10膜电池的库仑效率高,而电压效率低,大电流充放电时更明显。

无电压作用离子交换膜分离去除水中锰离子的研究

研究了离子交换膜在无外加电压的条件下分离去除原水中锰离子的技术,探讨了锰离子浓度、补偿离子钾离子摩尔浓度、水力搅拌速度、温度和水力停留时间(HRT)等对去除效果的影响.实验结果表明,当原水中二价锰离子初始摩尔浓度为0.072 7 mmol/L(即4 mg/L)左右时,在下述的实验条件下:水温为(25±1)℃,水力停留时间HRT为6 h,水力搅拌速度为(600±25)r/min,补偿离子钾离子的摩尔浓度是原水中锰离子摩尔浓度的20倍,锰离子去除率达到80%.此外,在实验装置不改变的条件下,进水锰离子摩尔浓度增加到0.727 mmol/L(即40 mg/L)左右时,去除率会降低到66%;补偿钾离子摩尔浓度与进水锰离子摩尔浓度的比值大于20后,再增加其比值,对去除率影响不大;降低搅拌速度到(300±25)r/min,去除率降低到51%;降低水温到(16±1)℃,去除率降低到60%;水力停留时间(HRT)大于6 h后,再增加水力停留时间到12 h,去除率无明显改变.

离子交换膜的选择透过性机理

分析了传统的双电层理论或Donnan膜平衡理论在解释离子交换膜的选择透过性机理上存在的局限性,提出了“空穴传导-双电层”假说,认为离子交换膜在溶液中由于反离子的迁移在膜内留下“离子空穴”,同时在膜的两侧形成“双电层”结构,“空穴”和“双电层”共同作用的结果使溶液中与反离子同号的离子能够通过离子交换膜,而与反离子异号的离子无法进入离子交换膜,从而使其具有选择透过性.在此基础上,用“空穴传导-双电层”假说对离子交换膜在无电场和有电场作用的选择透过性进行了合理的分析.

颗粒物对无电压作用下离子交换膜分离去除铜离子的影响

在无外加电压条件下研究了颗粒物对阳离子交换膜分离去除铜离子效果的影响。选用硅酸、二氧化硅、氧化铝和水杨酸等4种物质作为颗粒物分别进行实验,其添加量均为50 mg/L。Cu2+及其补偿离子K+的浓度分别为0.0787mmol/L(5 mg/L)和0.787 mmol/L,水温为25±1℃,搅拌强度为600 r/min,水力停留时间为12 h。在所述实验条件下运行96 h后,水中无颗粒物干扰时,铜离子去除率为84%;水中存在带负电荷颗粒物(硅酸)和不带电荷颗粒物(二氧化硅和氧化铝)时,铜离子去除率略为下降至81%;而当水中存在带正电荷颗粒物(水杨酸)时,铜离子的去除率进一步下降为79%。研究结果表明带正电荷颗粒物对铜离子的交换去除影响较带负电荷或不带电荷颗粒物大,因为带正电荷颗粒物更易迁移至阳离子交换膜表面甚至进入膜内,并与膜表或膜内离子交换基团结合,从而导致铜离子交换去除明显下降。