聚乙烯醇（PVA）是一種線性聚合物,具有良好的物理化學(xué)性能和成膜性能,所形成的膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能,并且拉伸強(qiáng)度隨聚合度、醇解度的升高而增強(qiáng)�；赑VA分子鏈上存在大量可以促進(jìn)OH^-傳輸?shù)牧u基以及它優(yōu)異的耐堿性,本論文制備了一系列PVA基復(fù)合陰離子交換膜并將其應(yīng)用于電滲析技術(shù)（ED）處理堿性廢水,該膜可成功用于從Na OH/Na₂WO₄混合物中回收Na OH,并展現(xiàn)了一定的單價(jià)離子分離能力;為此,我們又通過對(duì)膜進(jìn)行疏水性改性和表面改性,進(jìn)一步制備了PVA基單價(jià)陰離子選擇性膜。本論文一共分為四章,各章節(jié)內(nèi)容如下:第一章為緒論部分,簡要地介紹了膜分離技術(shù)和與其密切相關(guān)的各種離子交換膜,同時(shí)對(duì)幾種有代表性的離子膜電滲析分離技術(shù)做了簡單介紹,如傳統(tǒng)電滲析（ED）、選擇性電滲析（SED）、雙極膜電滲析（BMED）等。此外,簡述了PVA材料用于制備離子交換膜的優(yōu)勢以及氧化石墨烯（GO）的特點(diǎn)。最后,簡要地介紹了本論文的課題來源、意義及主要內(nèi)容。第二章是PVA基復(fù)合陰離子交換膜的制備及其電滲析回收堿的應(yīng)用。首先將季銨化氧化石墨烯（QG... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幾種不同類型的離子交換膜（IEM）的示意圖：（a）陰離子交換膜（AEM）；（b）陽離子交換膜（CEM）；（c）兩性IEM；（d）雙極膜；（e）鑲嵌IEM

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4單價(jià)陰、陽離子選擇性膜統(tǒng)稱為單價(jià)離子選擇性膜，它是在普通陰、陽離子交換膜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過各離子組分與膜親和力的差異和各組分在膜相中遷移速度的差異性來實(shí)現(xiàn)各離子組分的選擇性分離[16]，它是離子交換膜的一種，一般應(yīng)用于電滲析中。性能優(yōu)異的單價(jià)離子選擇性膜不僅需要具備普通離子交換膜的高通量、高穩(wěn)定性和低面電阻等特性，還需具有高的單價(jià)/高價(jià)離子選擇性，這對(duì)制膜工藝提出了較高的要求。由于制備高選擇性的單價(jià)陰、陽離子選擇性膜的原理基本一致，以下主要選擇單價(jià)陰離子選擇性膜（如圖1.2所示）的制備方法進(jìn)行闡述，主要包括三種制備原理：圖1.2陰離子透過單價(jià)陰離子選擇性膜的示意圖Fig.1.2Theschematicdiagramofanionstransportingthoughmonovalentanionselectivemembrane（1）孔徑篩分效應(yīng)孔徑篩分效應(yīng)主要通過增加膜主體的致密度或在膜表面附著致密層的方法，使得膜微觀孔隙減小，結(jié)構(gòu)致密性增加，從而導(dǎo)致具有較大水合離子半徑的離子難以透過膜，而對(duì)于水合離子半徑較小的離子影響較校因此，總體的效果就是可以提高膜的選擇性。不過，致密層往往會(huì)在一定程度上增加膜的面電阻，并降低離子通量，所以利用該方法制備膜也會(huì)帶來一定的弊端。例如，JPan[17]等通過一鍋法制備高性能的內(nèi)部交聯(lián)的單價(jià)選擇性陰離子交換膜，具體方法是簡單地將不同量的柳氮磺胺吡啶（SF）添加到部分季銨化的氯甲基化聚砜（QPSF）中，因?yàn)椴煌康牧前粪奏さ拇嬖�，QPSF膜的pH發(fā)生改變，從而能改變膜的致密性，結(jié)果顯示膜對(duì)Cl-/SO42-的最高選擇性可以達(dá)到24.55，同時(shí)膜的面電阻由2.86Ω·cm2升高到7.89Ω·cm2。（2）Donnan排斥效應(yīng)

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6（二）兩性離子交換膜兩性離子交換膜最早是由索爾納（Sllner）于1932年提出的[22]，從那時(shí)起，研究者對(duì)其進(jìn)行了大量的探究。該種膜同時(shí)包含弱酸性（負(fù)電荷）基團(tuán)和弱堿性（正電荷）基團(tuán)，這兩種基團(tuán)隨機(jī)分布在膜基質(zhì)中[14,23]，因此，兩性離子交換膜應(yīng)用在離子選擇透過性領(lǐng)域中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。此外，帶正、負(fù)電荷的官能團(tuán)之間可以形成庫侖力而使膜更加穩(wěn)定。例如，Saito等[24,25]用含羧基的聚乙烯醇和含氨基的琥珀酰殼聚糖的混合溶液制備了弱兩性聚合物膜，研究確定了在兩性電解質(zhì)鏈上的離子交換基團(tuán)和反離子之間發(fā)生的相互作用，并且這種作用可以提高膜的穩(wěn)定性。兩性離子交換膜有望成為具有以下特征的下一代離子交換膜：1）膜的電荷性質(zhì)可以通過改變外層溶液的pH值來控制，所以對(duì)于離子分離具有很好的效果，2）有望作為防污材料，以防止有機(jī)分子和生物大分子吸附在膜表面上[26]。兩性離子交換膜也具有生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的潛力，例如可以用作離子藥物、用于蛋白質(zhì)的分離[23,27]以及作為血液透析膜[28,29]等用于醫(yī)療設(shè)備。（三）雙極膜（BPM）雙極膜（BPM）通常是由陽離子交換層（N型膜）、界面親水層（催化層）和陰離子交換層（P型膜）復(fù)合而成。在直流電場作用下，BPM可將水離解，膜中的兩個(gè)離子交換層允許水解離產(chǎn)物（質(zhì)子和氫氧根離子）進(jìn)行選擇性運(yùn)輸，并阻止電解質(zhì)溶液中同離子的遷移，如圖1.3所示，所以BPM分離過程是真正意義上的反應(yīng)過程[30]。BPM在化工生產(chǎn)和分離、生化工程、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)和日常生活中都具有巨大的應(yīng)用潛力；BPM的使用可以顯著提高傳統(tǒng)工藝的性能，并消除對(duì)環(huán)境的潛在污染[31]。圖1.3雙極膜的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.3Structureschematicdiagramofabipolarmembrane

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]單價(jià)選擇性陽離子交換膜的研究進(jìn)展[J]. 李健,徐燕青,阮慧敏,沈江南,高從堦.  膜科學(xué)與技術(shù). 2015(03)
[2]離子交換膜技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 曾青蘭,李曉宏.  科技資訊. 2010(04)
[3]電滲析技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 李廣,梁艷玲,韋宏.  化工技術(shù)與開發(fā). 2008(07)
[4]膜分離技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 岳志新,馬東祝,趙麗娜,趙寒梅.  云南地理環(huán)境研究. 2006(05)
[5]陰離子交換膜的制備和改性研究進(jìn)展[J]. 張紹玲,徐銅文,劉兆明.  離子交換與吸附. 2006(04)
[6]膜分離技術(shù)及其應(yīng)用簡介[J]. 郭瑞麗,李玲.  新疆大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(04)
[7]膜分離技術(shù)的發(fā)展及其工業(yè)應(yīng)用[J]. 朱智清.  化工技術(shù)與開發(fā). 2003(01)
[8]膜分離技術(shù)的應(yīng)用[J]. 何旭敏,何國梅,曾碧榕,孫洪貴,楊黃浩,陳少鴻,周花,李春艷,胡建華,丁馬太,林昌健,夏海平,藍(lán)偉光.  廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2001(02)
[9]膜分離技術(shù)的現(xiàn)狀及其在染料化工中的應(yīng)用[J]. 陳一鳴,蔡惠如,劉玉榮.  化工裝備技術(shù). 2001(01)
[10]填充床電滲析器制備純水的研究[J]. 徐新,林載祁.  水處理技術(shù). 1996(06)



本文編號(hào)：3295293