離子交換膜有限度嗎

A. 離子交換膜與離子交換樹脂這兩者有什麼區別

離子交換膜與離子交換樹脂

離子交換膜又稱「離子交換樹脂膜」或「離子選擇透過膜」。這是因為離子交換膜與用於水處理領域的粒狀離子交換膜樹脂，具有基本相同的結構，而且早期的離子交換膜就是使用離子交換樹脂，通過加入粘合劑混煉拉片，然後加網熱壓成為膜狀物的，所以，有「離子交換樹脂漠」之稱。

但是，離子交換膜和離子交換樹脂之間，除形狀之差而外，還有著根本不同的作用原理：離子交換樹脂是通過離子的吸附、葯品溶離和再生的離子交換機能進行脫鹽，但離子交換膜不是通過離子交換的機能，而是以選擇透過為其主要機理，將離子作為一種選擇性通過的媒介物。

此外，在應用方法上也不相同，例如，離子交換樹脂的使用過程包含著處理、交換、再生等步驟，而離子交換膜在應用過程中，可以連續作用，不必再生。由此看來，與其稱為離子交換膜，不如稱為「離子選擇透過膜」更為確切。不過，根據長期的習慣，人們還是沿稱「離子交換膜」。

離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。

而離子交換樹脂就屬於非均相膜

①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜，然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜內聚合成高分子，再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。

②非均相膜。用粒度為200400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。

B. 離子交換膜為什麼有選擇透過性

按膜中的含活性基團的各類可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和特種膜三大類。

1、陽離子交換膜（簡稱陽膜） 膜體中含有酸性活性基團，它能選擇性透過陽離子而不讓陰離子透過。這些活性基團主要有：磺酸基、磷酸基、亞磷酸基、羧酸基、酚基等。其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換膜，其結構式可簡單表示為R-SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為
2R-SO3H＋Ca2==（R-SO3）2Ca＋2H+ 這也是硬水軟化的原理。
2、陰離子交換膜（簡稱陰膜） 膜體中含有鹼性活性基團，它能選擇性透過陰離子而不讓陽離子透過。這結活性基團主要有：季銨基、伯胺基、促胺基、叔胺基等。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
R-N（CH3）3OH＋Cl- ====R-N（CH3）3Cl＋OH-
3、特種膜 它包括由陽、陰離子活性基團在一張膜內均勻分布的兩性離子交換膜，帶正電荷的膜與帶負電荷的膜兩張貼在一起的復合離子交換膜（亦稱雙極性膜），還有部分正電荷與部分負電荷並列存在於膜的厚度方向的鑲嵌離子交換膜，以及在陽膜或陰膜表面上塗一層陰離子或陽離子交換樹脂的表面塗層膜等

C. 下圖是氯鹼工業中離子交換膜電解槽示意圖，其中離子交換膜為「陽離子交換膜」，它有一特殊的性 質--只允

D. 離子交換膜污染有哪些如何防治離子交換膜污染

離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂，其結構式可簡單表示為R—SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為
2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+

這也是硬水軟化的原理。

陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-

由於離子交換作用是可逆的，因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌，可恢復到原狀態而重復使用，這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗；陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理，進行再生。

離子交換樹脂的用途很廣，主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。

E. 高中化學里的陰離子交換膜和陽離子交換膜有什麼作用

只允許單獨的陰離子和陽離子通過，允許陰離子通過時，陽離子不可以通過，允許陽離子通過時，陰離子不可以通過。

F. 超純水離子交換膜有幾種方法可以得到膜的離子遷移數

同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。 若將離子交換法與其他純化水質方法(例如反滲透法、過濾法和活性碳吸附法)組合應用時，則離子交換法在整個純化系統中，將扮演非常重要的一個部分。離子交換法能有效的去除離子，卻無法有效的去除大部分的有機物或微生物。 超純水離子交換膜有膨脹和收縮應盡量小而且均勻。否則既會帶來組裝的，而且還將造成壓頭損失增大、漏水、漏電和電流率下降等不良現象。超純水離子交換膜有兩種方法可以得到膜的離子遷移數， 一是膜電位法，將膜在兩種不同濃度的同類電解質中測定其膜電位，再由膜電位計算遷移數。另一種方法是，在外加直流電場下，在電滲析槽中直接測定膜的遷移數。超純水設備使用絕對安全，大家可以放心使用。而且使用的用途也非常的廣泛，大家也可以降低設備的量，降低熱水器的使用壽命，增加維修用度。

G. 什麼情況下離子交換膜具有選擇透過性 是單向選擇透過還是雙向選擇透過

離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜。
在溶液中離子交內換具有選擇透過性。容一般情況下，離子交換膜大多是用於電滲析、電除鹽。舉個例子，在正、負兩電極之間交替地平行放置陽離子交換膜和陰離子交換膜。陽膜常含有帶負電荷的酸性活性基團，能選擇性地使溶液中的陽離子透過，而溶液中的陰離子則因受陽膜上所帶負電荷基團的同性相斥作用不能透過陽膜。陰膜通常含有帶正電荷的鹼性活性基團，能選擇性地使陰離子透過，而溶液中的陽離子則因陰膜上所帶正電荷基團的同性相斥作用不能透過陰膜。
因而其是選擇性是單向的。

H. 電解池離子交換膜到底有什麼用

離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料製成的薄膜(也有無機離子交換股，但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似，都是在高分子骨架上連接一個活性基團，但作用機理和方式、效果都有不同之處。當前市場上離子交換膜種類繁多，也沒有統一的分類方法。一般按膜的宏觀結構分為三大類：
1. 非均相離子交換膜 由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中，因而其化學結構是不均勻的。
2. 均相離子交換膜 均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中製成。它沒有異相結構，本身是均勻的。其化學結構均勻，孔隙小，膜電阻小，不易滲漏，電化學性能優良，在生產中應用廣泛。但製作復雜，機械強度較低。
3. 半均相離子交換膜 也是將活性基團引入高分子支持物製成的。但兩者不形成化學結合，其性能介於均相離子交換膜和非均相離子交換膜之間。
此外，離子交換膜按功能及結構的不同，可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同，但為膜的形式。

離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級分離氨基酸等。此外，在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備，以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中，也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位，它對仿生膜研究也將起重要作用。

I. 衡量電滲析離子交換膜性能的指標有哪些

衡量電滲析離子交換膜性能的指標有哪些?

電滲析法的關鍵在於電滲析器的性能，而電滲析器性能的關鍵又取決於離子交換膜的性能。離子交換膜性能的具體衡量指標有以下幾方面。

(1)膜的選擇透過性指標膜的選擇透過性是離子交換膜最重要的性能，可用遷移數和膜電λ來表徵膜的選擇透過性。極端情況下，理想膜只允許反離子通過，不允許同離子通過，即此時反離子的遷移數為1，同離子的遷移數為零。因此可用遷移數定量地表示膜的選擇透過性。

用離子交換膜分隔兩種濃度不同的電解質溶液，橫跨膜的電λ差就是膜電λ。膜電λ的大小取決於膜的離子選擇透過性和膜兩側溶液的濃度差。因此，在一定的濃差及溫度下，可以用膜電λ表徵膜的選擇透過性。

(2)交換容量 指單λ膜樣品中所含活性基團的數量。通常以單λ乾重(g)的膜所含可交換離子的物質的量(mm01)表示。膜的選擇透過性及導電性能均與膜的交換容量大小相關。膜的交換容量一般在1～3mmol／g干膜。

(3)導電性膜的導電性可以用電阻率、電導率或面電阻表示。面電阻是指單λ膜面積所具有的電阻，單λa／cm2膜。完全乾燥的膜基本不導電，膜的導電性能是由含水膜中的電解質溶液實現的，因此膜的導電性與溶液及膜中的離子種類、濃度以及溶液溫度、膜自身的特性等相關，通常要求膜的導電能力應大於溶液的導電能力。

(4)含水率它表示濕膜中所含水的百分數(可以單λ質量干膜或濕膜計)。含水率與膜的活性基團數量、交聯度以及電解質溶液的離子種類、平衡濃度相關。其數值通常在30 9／6～50％范Χ。

(5)厚度膜的厚度與膜電阻和機械強度相關。在保證一定機械強度的前提下，膜越薄，其電阻就越小，導電性能也就越好。通常異相膜的厚度約1mm，均相膜厚度約0．2～0．6mm，最薄的為O．015mm。
(6)破裂強度 膜在實際應用中所能承受的最大垂直壓力。破裂強度是衡量膜的機械強度的重要指標之一。在電滲析器操作中，膜兩側所受到的流體壓力不可能相等，因此膜必須具備足夠的機械強度，以免因膜的破裂造成濃室和淡室貫通而使電滲析器無法運行。國產膜的破裂強度為0．3～1．0MPa。

J. 離子交換膜的性能指標

離子交換膜的性能是多方面的,必須根據膜的電化學性能、化學性能和物理力學性能對膜進行綜合評價分析。一般商品膜常提供以下性能指標。1、交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數,其單位為mmol/g。一般交換容量高的膜，選擇透過性好，導電能力也強。但是由於活性基團一般具有親水性，因此當活性基團含量高時，膜內水分與溶脹度會隨之增大，從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過於疏鬆，而使膜的選擇性下降。一般膜的交換容量約為2－3mmol/g.2、含水量指膜內與活性基團結合的內在水，經每克干膜所含水的克數表示（%）。的含水量與其交換容量和交聯度有關，如上所說，隨著交換容量提高，含水量增加。交聯度大的膜由於膜結構，含水量也會相應降低。提高膜的含水量，可使膜的導電能力增加，但由於膜的溶脹會合螈選擇性下降，一般膜的含水量約為20%－40%左右。3、導電性（膜電阻）一般用電導率（Ω.cm）或電阻率（Ω.cm）表示，也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻（Ω.cm）表示。對電阻的表示因用途而異。一般講，在不影響其他性能的情況下電阻越小越好，以降低電能消耗。膜電阻與膜結構和膜厚度有關，此外還與外界溶液及溫度有關。通常規定25C，於0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中測定的膜電導作為比較標准4、選擇透過性反映膜對不同離子的選擇透過能力，用離子遷移數（t）和膜的透過度（p）來表示。膜內離子遷移數即某一種離子在膜內的遷移量與全部離子在膜內的遷移量的比值。或者也可用離子遷移所帶電量之比來表示。對於理想的離子交換膜，反離子的遷移數為1，同名離子的遷移數為0.實際上由於各種因素的影響，反離子在膜內的實際遷移可能達到1。有兩種方法可以得到膜的離子遷移數， 一是膜電位法，將膜在兩種不同濃度的同類電解質中測定其膜電位，再由膜電位計算遷移數。另一種方法是，在外加直流電場下，在電滲析槽中直接測定膜的遷移數。一般要求，實用的離子交換膜透過度大於85%，反離子遷移數大於0.9，並希望在高濃度電解質中仍有良好的選擇透過性。5、機械強度膜的機械強度包括膜的爆破強度和抗拉強度以及抗彎強度和柔韌性能。爆破強度是指膜受到垂直方向的壓力時， 所能承受的最高壓力，採用水壓爆破法測定，以單位面積上所受壓力表示（MPa），它是表明膜的機械強度的重要指標。抗拉強度是指膜受到平等方向的拉力時，所能賓最高拉力，以單位面積上所受接力表示（MPa）。膜的機械強度主要決定地的化學結構、增強材料等。增強的交聯度可提高膜的機械強度，而增設交換容量和含水量會使強度下降。一般使用膜的尖大於0.3MPa。6、膨脹性能（尺寸穩定性）膜有膨脹和收縮應盡量小而且均勻。否則既會帶來組裝的，而且還將造成壓頭損失增大、漏水、漏電和電流率下降等不良現象。7、化學性能指膜的耐酸鹼、耐溶劑、耐氧化、耐輻照、耐溫、耐有機污染等性能