新型阳离子交换膜的制备表征及其应用

❶ 离子交换膜电解槽的组成是什么阳离子交换膜的作用是什么

①离子交来换膜电解自槽的组成
由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。
②阳离子交换膜的作用
将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na＋）通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。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NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

❷ 怎么样能获得阳离子膜

阳离子膜的制取方法很多。如:
用聚四氟乙烯(PTFE)乳液作粘结剂与聚四钛酸钾(TPTIK)离子交换剂混炼、滚压法制备非均相阳离子交换膜；
溶解2g壳聚糖于2 ％醋酸的丙酮水溶液中（丙酮：水一4 : 6 ) ，加1g 二缩三乙二醇后，定容至100ml ，摇匀，脱气；在洁净的玻璃板上倒人铸膜液，并用玻棒平膜．将膜在室温通风条件下干燥，待失去流动性为止；再将膜浸人278K 的稀碱凝固液中lh ，再转人丙酮内，待膜从玻璃板上分离下来，洗净．把膜浸人358K 热水中20min ，最后将膜湿态保存,使用时用聚丙烯睛无纺布作为膜的支撑体，装人反渗透装置中;

周金盛等人[2]应用相转化法制备了醋酸纤维素(CA)-三醋酸纤维素(CTA)不对称纳滤膜。针对CA/CTA比，混合溶剂比例，添加剂和制膜条件等因素对膜性能的影响进行了研究。所制得的膜在操作压力1MPa和进水温度5～25℃条件下，对1000mg/L的NaCl水溶液脱盐率达到了15～60%，而对1000mg/Na2SO4水溶液脱盐率为85～98%。刘玉荣等人[3]对醋酸纤维纳滤膜连续成膜工艺进行了研究，确定了连续制备醋酸纤维纳滤膜的工艺条件。在机制膜制备中，材料的毛疵点可能导致膜面的疵点和缺陷。而材料表面的微细的软毛，则有利于铸膜液与增强材料的结合，使膜不宜从增强材料上剥离;
岑美柱和章勤等人[4]采用高取代度氰乙基纤维素与二醋酸纤维素共混为膜材料，丙酮、二氧六环混合溶剂，以有机醇为主、加入适量其他添加剂为致孔剂，通过冰水凝胶浴干湿法纺丝，制得性能良好的中空纤维纳滤膜;
杨艳红和方文骥[8]以聚乙烯亚胺(PEI)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体，采用界面聚合法制备了一种荷正电纳滤膜。
但是，阳离子膜的制取是相当专业的，绝大部分企业都是购买使用。

阳离子膜的作用就是允许阳离子通过而阻挡阴离子通过。阴离子膜的作用与此相反。两者结合使用可以获得纯水。

❸ 如何自制阳离子交换膜

离子交换膜是对离抄子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,阳离子膜通常是磺酸型的,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,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的磺酸集团带有负电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有亲水性由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作用,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。
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❹ 合肥学院化学与材料工程系的科研项目

1 50905054 胡坤宏 国家自然科学基金项目 二硫化钼的形态尺寸效应及其在润滑材料设计中的应用研究 20
2 ZD200902 高大明 省教育厅自然科学研究重大项目 荧光标记的分子印记微纳芯片对农药残留的快速检测 10.0
3 209056 高大明 教育部科学技术研究重点项目 荧光标记的分子印记微纳光学传感器对芳香硝基爆炸物探测 10.0
4 090414176 高大明 安徽省自然科学基金项目 荧光标记的人工抗体微纳光学传感器对芳香硝基爆炸物探测 5.0
5 090415211 刘俊生 安徽省自然科学基金项目 渗透汽化透醇杂化膜分离低浓度甲醇废水的关键技术研究 5.0
6 KJ2009B036 朱德春 省教育厅自然科学研究一般项目 农林废弃物制富含CO/H2合成气过程研究 1.0
7 KJ2009B247Z 赵娣芳 省教育厅自然科学研究一般项目 凹凸棒石复合纳米碳酸钙超细粉体制备工艺研究 0.0
8 KJ2009B045Z 程继海 省教育厅自然科学研究一般项目 白钨矿型电解质材料的制备与性能研究 0.0
9 KJ2009B243Z 张凌云 省教育厅自然科学研究一般项目 核壳型磁性纳米光催化剂TiO2/NiFe204制备及性能研究 0.0
10 09KY14ZR
司靖宇
合肥学院 应用微电极技术研究湖泊沉积物溶解氧、锰和铁的还原梯度
0.6
11 09KY13RW
吴孔宝
合肥学院 新建本科院校质量文化建设研究
0.3
2、2008年
序号 项目编号 申请人 项目来源 项 目 名 称 经费（万元）
1 08KY014ZR 程继海 合肥学院 新型固体电解质材料的制备与性能研究 0.6
2 08KY019ZR 王 玉 合肥学院 含三价稀土卤化物二元相图的热力学研究 0.6
3 KJ2008A068 邵国泉 省教育厅重点项目 廉价环保型农药微乳剂技术的研究与开发 5.0
4 ZD2008002-1 刘俊生 省教育厅重大项目 新型杂化荷电镶嵌膜的制备及其在废水处理中的应用基础研究 10.0
5 KJ2008B007 胡科研 省教育厅一般项目 新型耐酸阳离子交换膜的制备及其在葡醛酸水母液浓缩中的应用研究 1.0
6 RC039 杨本宏 合肥学院人才基金 POSS/PMMA纳米复合材料制备及性能研究 10
3、2007年
序号 项目编号 申请人 项目来源 项 目 名 称 经费（万元）
1 07KY001ZR 尹奇异 合肥学院 LiNbO3-BiFeO3-BaTiO3体系高温无铅压电陶瓷的制备研究 0.8
2 07KY003ZR 杨 林 合肥学院 光电功能配合物的合成、表征、性质与量子化学计算 0.8
3 07KY006ZR 张凌云 合肥学院 纳米TiO2光催剂新型制备工艺的研究 0.6
4 KJ2007A014 张全争 省教育厅重点项目 新型金属—羧酸配位聚合物的设计合成与性能研究 5.0
5 KJ2007A125ZC 鲍巍涛 省教育厅重点项目 中温SOFC新型梯度阴极材料及其电化学性能的研究 0
6 KJ2007B091 施建军 省教育厅一般项目 固体氧化物燃料电池生物质气热裂解工艺技术研究 1.0
7 KJ2007B133 鲁红典 省教育厅一般项目 镁盐晶须增强阻燃聚烯烃复合材料的研究 1.0
8 KJ2007B160 朱仁发 省教育厅一般项目 甜味剂三氯蔗糖生产工艺优化研究 1.0
9 KJ2007B090 吴 缨 省教育厅一般项目 基于超声化学的高级氧化技术降解聚乙烯醇的应用研究 1.0
10 2007JQ1148 尹奇异 省教育厅青年教师科研资助计划 LiNbO3-BiFeO3-PbTiO3体系高温压电陶瓷的制备研究 0.5
11 2007JQ1149 胡坤宏 省教育厅青年教师科研资助计划 纳米二硫化钼插层化合物的制备及性能研究 0.5
12 2007JQ1150 管航敏 省教育厅青年教师科研资助计划 新的自组装方法制备稀土氟化物一维纳米结构的研究 0.5
13 RC036 田长安 院内人才引进项目 溶胶凝胶自燃烧法制备磷灰石型电解质材料 5.0
14 RC034 胡科研 院内人才引进项目 渗透玻璃膜光催化剂降解有机物污染的研究 5.0
4、2006年
序号 项目编号 申请人 项目来源 项 目 名 称 经费（万元）
1 06KY006ZR 鲍巍涛 合肥学院 中温固体氧化物燃料电池密封材料的研制及性能的表征 0.8
2 06KY004ZR 朱仁发 合肥学院 超声化学制备硅基介孔材料研究 0.8
3 06KY021RW 王 倩 合肥学院 安徽富煌三珍水产养殖品的市场营销研究 0.2
4 2006KJ126B 范广能 安徽省教育厅 中温固体氧化物燃料电池新型电极材料的制备及其性能研究 1
5 2006KJ159B 邓崇海 安徽省教育厅 新颖的双β-二酮稀土配合物的设计、合成及光电性质研究 0.8
6 2006KJ126B 鲍巍涛 安徽省教育厅 中温固体氧化物燃料电池新型电极材料的制备及其性能研究 1
7 RC006 邵国泉 人才引进项目 烟草表面微观组成结构及烟草表面改性研究 5.0
8 RC009 朱仁发 人才引进项目 新型阳离子有机高分子絮凝剂辐射制备及其应用研究 5.0
9 RC018 朱德春 人才引进项目 透氧陶瓷膜制备及其应用研究 5.0
10 RC014 鲁红典 人才引进项目 阻燃和交联聚烯烃复合材料的制备与机理研究 5.0
11 RC011 张全争 人才引进项目 无机-有机杂化多金属氧酸盐的合成与性能研究 5.0
12 RC013 刘俊生 人才引进项目 膜分离技术处理冶金生产中废液的研究 5.0
13 RC025 赵娣芳 人才引进项目 金属离子/纳米氧化物双组分改性坡缕石机械力化学效应及抗菌性能研究 5.0
5、2005年
序号 项目编号 申请人 项目来源 项 目 名 称 经费（万元）
1 05ky003zr 管航敏 合肥学院 凝胶水热法制备BLT系微波陶瓷纳米粉体研究 0.9
2 05ky005zr 韩成良 合肥学院 纳米改性TI（CN）基金属陶瓷刀具复合材料研究 0.8
3 05ky009zr 胡坤宏 合肥学院 二硫化钼纳米晶制备工艺及其催化性能研究 0.7
4 05ky018zr 吴 缨 合肥学院 聚乙二醇的光催化反应及降解机理研究 0.8
5 2005kj139 丁 明 安徽省教育厅 铁及其合金纳米管制备与性能研究 1
6 2005kj138 董 强 安徽省教育厅 用于超细（纳米）陶瓷粉体制备的连续化微波反应器与膜分离过程研究 1
7 20501002 邓崇海 国家自然科学基金项目 ZnO-一维纳米结构及复合结构的低温溶液控制生长和机制研究 5.0
8 2005jq1228 邓崇海 省教育厅青年教师科研资助计划 新型双β-二酮稀土红色发光材料的合成及性质研究 0.5
9 RC003 鲍巍涛 院人才引进项目 固体氧化物燃料电池关键材料及制备的研究 5.0
序号 合作单位 承担人 项目名称 经费（万元）
1 北京机电研究所 范广能 炮管防烧蚀、高耐磨、长寿命防护材料的研制 6
2 合肥金绿食品有限责任公司 丁 明 一种绿色化生产低聚壳聚糖新工艺 14
3 马鞍山钢铁股份有限公司 丁 明 利用焙烧氧化铁制备氧化铁颜料新技术 11

❺ 阳离子交换膜的原理是什么

离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为
2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+

这也是硬水软化的原理。

阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-

由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。

离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

❻ 离子交换膜的原理是什么

离子交换膜又称离子选择透过性膜。
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。

❼ 关于阳离子交换膜

“它只允许阳极室的Na+、H+透过离子交换膜进入阴极室”这句话的重心是在阳离子可以内通过，而阴离子不容可以通过。阴极室的阳离子实际上可以通过交换膜进入阳极室，但由于阴极室的H+一直在减少，为了平衡电荷，Na+就会源源不断的进入阴极室，阴极反应
2H2O+2e-=H2+2OH-,生成了OH-，所以阴极室的稀氢氧化钠能变成浓氢氧化钠。

❽ 阳离子交换膜与阳离子交换树脂

阳离子交换树脂是阳离子在通过树脂的时候，被树脂吸附或者与树脂上的其他阳离子专进行交换，而阴离属子不吸附和交换。阳离子交换膜的交换机理和阳离子交换树脂的交换机理是不一样的，该膜是一种具有选择性透过的膜，阳离子可以通过，使阳极区和阴极区的阳离子得以互相交换，阴离子无法投过该膜，无法达到交换的目的。重点理解“交换”这个概念，前者在树脂上进行的离子置换，而后者是两极区之间离子的相互迁移，达到交换目的。

❾ 阳离子交换膜作用

1、可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。

2、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。

3、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。

4、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