聚合物离子交换膜作为隔膜

① 聚合物电解质膜与离子交换膜的区别

离子交换膜

ion exchange membranes

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。因一般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。

按其功能和结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合膜5种。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。

离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜内聚合成高分子，再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。②非均相膜。用粒度为200～400目的离子交换树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后加工成膜制得。为免失水干燥而变脆破裂，须保存在水中。

离子交换膜主要应用于海水淡化，甘油、聚乙二醇的除盐，放射性元素、同位素及氨基酸的分离，有机物及无机物纯化，放射性废液处理，燃料电池隔膜及选择性电极等。
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② 电解槽有哪几种分别有什么区别

分类区别：
1.水溶液电解槽
水溶液电解槽的形式，可分为隔膜电解槽和无隔膜电解槽两类。隔膜电解槽又可分为均向膜(石棉绒）、离子膜及固体电解质膜（如β-Al2O3）等形式；无隔膜电解槽又分为水银电解槽和氧化电解槽等。
采用不同的电解液时，电解槽的结构也有所不同。
水溶液电解槽分有隔膜和无隔膜两类。一般多用隔膜电解槽。在氯酸盐生产和水银法生产氯气和烧碱时，采用无隔膜电解槽。尽量增大单位体积内的电极表面积，可以提高电解槽的生产强度。因此，现代隔膜电解槽中的电极多为直立式。电解槽因内部部件材质、结构、安装等不同表现出不同的性能与特点。
2.熔融盐电解槽
多用于制取低熔点金属，其特点是在高温下运转，并应尽量防止水分进入，避免氢离子在阴极上还原。例如制取金属钠时，由于钠离子的阴极还原电位很负，还原很困难，必须用不含氢离子的无水熔融盐或熔融的氢氧化物，以免阴极析出氢。为此电解过程需在高温下进行，例如电解熔融氢氧化钠时为 310℃，如其中含有氯化钠成为混合电解质时,电解温度为650℃左右。
电解槽的高温可以通过改变电极间距，将欧姆电压降所消耗的电能转变为热能来达到。电解熔融氢氧化钠时，槽体可用铁或镍，电解含有氯化物的熔融电解质时常由于原料中不可避免地带入少量水分，会使阳极生成潮湿的氯气，对电解槽的腐蚀作用很强，因此电解熔融氯化物的电解槽，一般用陶瓷或磷酸盐材料，而不受氯气作用的部位可用铁。熔融盐电解槽中的阴、阳极产物，同样要求妥善隔开，而且应尽快由槽中引出，以免阴极产物金属钠长时间飘浮在电解液表面，会进一步与阳极产物或空气中的氧起作用。
3.非水溶液电解槽
由于非水溶液电解槽在制取有机产品或电解有机物时,常伴随有各种复杂的化学反应,使其应用受到限制，工业化的不多。一般采用的有机电解液，电导率低，反应速度也小。因此，必须采用较低的电流密度，极间距尽量缩小。采用固定床或流化床的电极结构有较大的电极表面积，可提高电解槽生产能力。

③ 离子交换膜的作用

离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。电渗析装置的淡化程度可达一次蒸馏水纯度。也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。此外，在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中，也都采用离子交换膜。离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位，它对仿生膜研究也将起重要作用。

④ 阴阳离子交换膜是干什么

让离子选择透过，更好的完成反应。

⑤ 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么

阳离子交换膜有来一种特殊的性质自，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许na+通过，而cl-、oh-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的h2和阳极产生的cl2相混合而引起爆炸，又能避免cl2和na护揣篙废蕻肚戈莎恭极oh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量。
cl-比oh-更易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出。
阳极反应：2cl-－2e-=cl2↑（氧化反应）
h+比na+容易得到电子，因而h+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应：2h+＋2e-＝h2↑（还原反应）
总反应
2nacl+2h2o=2naoh+cl2+h2
工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如naoh溶液和cl2能反应生成naclo、h2和cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊的电解槽中进行。

⑥ 高中化学1B中的石棉隔膜，阴阳离子膜，鸡蛋壳上的膜等都有哪些区别，做题时怎么选呢

1.用于过滤 可视为滤纸
2.分隔阴阳离子 一面阴 一面阳
3.半透膜.生物里学的

⑦ 氯碱工业中阳离子交换膜的作用是什么

阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜，通常是磺酸型的，带有固定基团和可解离的离子，如钠型磺酸型固定基团是磺酸根，解离离子是钠离子。

阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质，由于阳膜带负电荷，虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中，但在膜外通电通过电场作用，带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜，而阴离子因为同性排斥而不能通过，所以具有选择透过性。

(7)聚合物离子交换膜作为隔膜扩展阅读

性质

均相膜的电化学性能较为优良，但力学性能较差，常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差，而力学性能较优，由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱，常存在缝隙而影响离子选择透过性。

离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为： Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>UO卂（这是什么？）>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+

阴离子在阴膜中透过性次序为： F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值，根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。

水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能，其值愈大，在电渗析时水损失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。

参考资料来源：网络-阳离子交换膜

参考资料来源：网络-离子交换膜

⑧ 离子交换膜法电解饱和食盐水原理中，那些微粒能穿过隔膜

看是什么离子交换膜，如果是阳离子交换膜，就是钠离子，氢离子可以通过;如果是阴离子交换膜，那么氯离子，氢氧根可以通过；如果是质子交换膜，那么只有氢离子可以通过。

⑨ 双极隔膜原理

双极膜是一种新型离子交换膜，原理是：其膜主体可以分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中。

研究表明利用一种双极膜电解器来定量研究多种金属和金属氧化物纳米颗粒的水解离动力学。在界面使用催化剂双层在酸性的CEL表面和碱性的AEL表面分别引入合适的水解离催化剂纳米颗粒，实现了具有创记录性能的双极膜，水解离过电位低于10 mV（20 mA•cm-2），纯水双极膜电解器在500 mA•cm-2电流密度下工作的电解电压仅为~2.2 V。

双击隔膜主体可以分为阴离子交流层（anion-exchange layer，AEL）、阳离子交流层（cation-exchange layer，CEL）和中心界面层，水解离催化剂被夹在中心的离子交流聚合物中。与传统阴阳离子交流膜差别，双极膜可以大幅度降低内部电阻，同时水解离产物H+和OH-可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反映（好比OER/HER）提供各自理想的pH条件。

金属纳米颗粒的水解离活性与碱性析氢反映活性相关。而且，水解离催化剂层在双极膜界面的确切位置会极大地影响催化剂的活性。

于是，他们在界面使用催化剂双层——在酸性的CEL外面和碱性的AEL外面划分引入合适的水解离催化剂纳米颗粒，实现了具有创记录性能的双极膜。

⑩ 隔膜法和离子交换膜法生产氢氧化钠有何区别

氢氧化钠 开放分类： 氢氧化钠、烧碱、苛性钠、火碱、液碱 NaOH固体溶于水放热；又称烧碱、火碱、苛性钠,是常见的、重要的强碱,英文名称sodiun hydroxide（别名Caustic soda）. 化学式NaOH 分子量40.01.CASRN: 1310-73-2 .EINECS 登录号215-185-5. 密度2.130克/厘米3,熔点318.4℃,水溶性SOLUBLE,沸点1390℃,Kb=3.0,pKb= -0.48.钠（Na）元素在元素周期表中为第11号元素,位于元素周期表第ⅠA族（第Ⅰ主族）第3周期,属于碱金属族（该族元素均呈强碱性,氢（H）元素除外）.其核外电子排布为2、8、1（1s2,2s2,2p6,3s1）,最外层3s1电子为其价电子,Na元素很容易失去3s1电子而形成正一价的钠离子（Na+）,故呈强金属性.Na元素与水反应（与水反应时,应用烧杯并在烧杯上加盖玻璃片,反应时钠块浮在水面上,熔呈球状,游于水面,有“丝丝”的响声,并有生成物飞溅）,生成强碱性NaOH溶液,并放出氢气.固体NaOH中OH以O-H共价键结合,Na与OH以强离子键结合,溶于水其解离度近乎100%,故其水溶液呈强碱性,可使无色的酚酞试液变成红色,或使PH试纸变蓝等. 纯的无水氢氧化钠为白色半透明,结晶状固体.氢氧化钠极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时能放出大量的热,288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L.它的水溶液有涩味和滑腻感,溶液呈强碱性,具备碱的一切通性.市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,质脆；纯液体烧碱为无色透明液体.氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨.对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用,溶解或浓溶液稀释时会放出热量；与无机酸发生中和反应也能产生大量热,生成相应的盐类；与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应.能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能使油脂发生皂化反应,生成相应的有机酸的钠盐和醇,这是去除织物上的油污的原理. 氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸湿性,还可用做碱性干燥剂.烧碱在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要烧碱.使用烧碱最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业.另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱.工业用氢氧化钠应符合国家标准 GB 209-93；工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准 GB/T 11199-89；化纤用氢氧化钠应符合国家标准 GB 11212-89；食用氢氧化钠应符合国家标准 GB 5175-85. 在工业上,氢氧化钠通常称为烧碱,或叫火碱、苛性钠.这是因为较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上,会腐蚀表皮,造成烧伤.它对蛋白质有溶解作用,有强烈刺激性和腐蚀性（由于其对蛋白质有溶解作用,与酸烧伤相比,碱烧伤更不容易愈合）.用0.02%溶液滴入兔眼,可引起角膜上皮损伤.小鼠腹腔内LD50: 40 mg/kg,兔经口LDLo: 500 mg/kg.粉尘刺激眼和呼吸道,腐蚀鼻中隔；溅到皮肤上,尤其是溅到粘膜,可产生软痂,并能渗入深层组织,灼伤后留有瘢痕；溅入眼内,不仅损伤角膜,而且可使眼睛深部组织损伤,严重者可致失明；误服可造成消化道灼伤,绞痛、粘膜糜烂、呕吐血性胃内容物、血性腹泻,有时发生声哑、吞咽困难、休克、消化道穿孔,后期可发生胃肠道狭窄.由于强碱性,对水体可造成污染,对植物和水生生物应予以注意. 《化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)》,《化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)》,《工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)》等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；《常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)》将该物质划为第8.2 类碱性腐蚀品；《隔膜法烧碱生产安全技术规定 (HGA001-83)》、《水银法烧碱生产安全技术规定 (HGA002-83)》作了专门规定.