膜技術(shù)因其自身的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了高水平的過(guò)程強(qiáng)化,在燃料電池、海水淡化、工業(yè)廢水處理、氯堿生產(chǎn)等工業(yè)過(guò)程中引發(fā)了廣泛的研究興趣。離子交換膜作為膜技術(shù)的核心組件,為滿足應(yīng)用需要,應(yīng)擁有高的離子通量和離子選擇性等基本性能。膜材料的選擇以及膜內(nèi)微相結(jié)構(gòu)（主體和界面）的形成直接影響著離子交換膜的性能。而膜主體以及界面的微相結(jié)構(gòu)、膜的制備以及改性方法有著莫大的關(guān)聯(lián)。本論文結(jié)合離子交換膜在能源、資源和環(huán)保三個(gè)背景下的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程,探討了界面改性方法對(duì)離子交換膜性能的影響。具體內(nèi)容如下:（1）為在離子交換膜內(nèi)部構(gòu)建規(guī)整離子傳輸通道,通過(guò)孔填充策略提升離子傳導(dǎo)通量:利用不同比例的二甲氨基甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯單體進(jìn)行自由基聚合反應(yīng),合成叔胺-酯基型共聚物。借助共聚物中的叔胺基團(tuán)與多孔溴化聚苯醚基膜中溴甲基之間的門秀金反應(yīng),通過(guò)孔填充對(duì)基膜孔道界面進(jìn)行改性,制備了不同微相結(jié)構(gòu)的共價(jià)鍵觸發(fā)孔道填充型陰離子交換膜。得益于基膜中固有海綿孔道內(nèi)壁上發(fā)生的門秀金反應(yīng),在通道內(nèi)壁界面處產(chǎn)生的大量氫氧根離子傳輸活性位點(diǎn)而形成的連續(xù)貫穿型離子通道,所制得的陰離子交換膜在低IEC下（IEC=0.97mmolg-1）實(shí)現(xiàn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：116 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

圖１．１?（ａ）化學(xué)工程對(duì)可持續(xù)發(fā)展道路的貢獻(xiàn)％?（ｂ）可持續(xù)過(guò)程的技術(shù)【＂Ｉ；?（ｃ）納濾??膜用于農(nóng)業(yè)廢棄物中分離生物酚的過(guò)程強(qiáng)化示意圖（ｄ）燃料轉(zhuǎn)換的新設(shè)想方案：集成??

功能離子基團(tuán)和高分子骨架構(gòu)成的離子交換樹(shù)脂，從功能上可以分為三類［１２］：?（１）??有固定的正電荷離子的陰離子交換膜（ＡＥＭｓ），它會(huì)阻止陽(yáng)離子運(yùn)輸，但允許??陰離子運(yùn)輸。咪唑陽(yáng)離子、狐鹽陽(yáng)離子、季胺鹽陽(yáng)離子和季磷陽(yáng)離子等［２１］是比較??常見(jiàn)的陰離子交換基團(tuán)；（２）有固定的負(fù)電荷離子的陽(yáng)離子交換膜（ＣＥＭｓ），??允許陽(yáng)離子傳輸，但阻止陰離子傳輸�；撬�、羧酸和磷酸等ｐ２］是比較常見(jiàn)的陽(yáng)離??子交換基團(tuán)；（３）雙極膜（ＢＰＭｓ），由陰陽(yáng)離子交換膜疊加而成，可用于水的??解離，原理如圖１．２所示。??ＡＥＭ?作）ＣＥＭ?（Ｃ）?ＢＰＭ??Ｗ?氣?ｒ：ｉ?ｒ〇Ｔ：］??！〇！?＼ｉｌ?－！?－？！〇?－｜?？■－??ｌｏｔ＊＊＇－?Ｉ－！?—??ｉ?＋?！？！?■＇?�。�！?ＺｉＯ??＼?�。�？?｜?－?｜?＼０?－｛??ｖ?ｌＱ＼?Ｉ?－?ｉ?〇？?ｉ０?－?｝?ａ＊??．！〇ｉ?＋??！？！?１?？?Ｉ?！〇?－！??圖１．２?（ａ）陰離子交換膜原理圖；（ｂ）陽(yáng)離子交換膜示意圖；（ｃ）雙極膜原理示意圖??自上個(gè)世紀(jì)以來(lái)，離子交換膜因其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用而備受關(guān)注，如利用??電滲析進(jìn)行海水淡化，通過(guò)擴(kuò)散滲析技術(shù)回收廢酸溶液中的酸或廢堿溶液中的堿，??或利用雙極膜電滲析從ＮａＣｌ、Ｎａ２Ｓ０４等廢鹽溶液中回收無(wú)機(jī)酸或無(wú)機(jī)堿［２３］。多??種電化學(xué)技術(shù)利用離子交換膜的特性來(lái)分離和運(yùn)輸陽(yáng)極和陰極之間的離子，以平??衡外部電路中的電子流，如氧化還原液流電池，反向電滲析，聚合物電解質(zhì)膜燃??料電池等�？紤]到ＩＥＭｓ對(duì)當(dāng)代社會(huì)工業(yè)發(fā)展的重要性，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界均致力??于開(kāi)發(fā)新的ＥＭｓ或?qū)υ嫉模桑牛停筮M(jìn)行改性，從而滿足傳統(tǒng)

?第１章緒論???卜「?Ｆ?１?＜ｈ＞?Ｆ?，??ｉ?卜－ＣＦ２｜￣＾—ＣＦ＋－?七＼今七＼七??Ｉ?Ｌ?〇?Ｊ?ｍｌ?ｆ??ＣＦ＾－ＣＦ－ＯｆＣＦｊｈ—Ｓ〇３Ｈ?Ｕ?Ｕ??ＣＦ３?＾＾ＳＯｊＨ??圖１．３?（ａ）?Ｎａｔｉｏｎ化學(xué)結(jié)構(gòu)；（ｂ）?ＢＡＭ３Ｇ化學(xué)結(jié)構(gòu)【２８】??表１－１代表性Ｎａｆｉｏｎ價(jià)格表［２８］??Ｍ？＾ｂｒａｎｅ?ｃｉａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?Ｃｏｓｔ?Ｎｏｒｍａｌｉｓｅｄ?ｃｏｓｔ??（ＳＵＳＯ／ｃｍ３）??Ｐｎｏ？?ｌｉｓｔ?ｆｒｏｍ?Ｆｕｅｌ?Ｃｅｌ？?Ｓｔｏｔｔ；??Ｎｓｌｉｏｎ＊?ＮＲＥＨ２?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?１００?ｃｎ＾?Ｓ２４?Ｓ０－Ｊ４??Ｎａｆｉｏｎ４１?ＮＲＥ２１２?ｊａｅｍｂｒａｍ?ＳＤＯｃｍ＊?￥１３０?￥０．１４??Ｎａｆｉｏｎ＊?１１５ＣＳ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?Ｉ００ｃｎｊＪ?￥３０?Ｓ３?３０??Ｈａｆｅｏｎ＊?Ｕ５ＣＳ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?Ｓ＾Ｓｃｍ２?￥１７５?￥０．１９??Ｎａｆｅｎ＊?１１７ＣＳ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?ＩＯＯｏｔｊ１?￥３Ｓ?￥０．３５??Ｎａｆｉｏｎ＊?１１７ＣＳ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?９００?ｃｍ２?￥２００?￥０?２２??Ｐｎｃｅ?ｉｉ？ｔ?Ｊｒｏｍ?Ｆｕｅｌ?Ｃ？ｌｈｓ??Ｋｚｈｏｎ＊?ｍｉＳ?Ｍｅｍｂｉａｎ＊?９００ｃｔｎｓ?￥２８２?Ｓ０．３Ｊ??ＮａＳｏｎ＊?ＨＩＶ?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?９００ｃｍ１?￥３４０?Ｓ０．３８??Ｐｒｉｃｅ?ｌｉｓｔ?Ｕｏｍ?ｉｏｎ?ｆｔｅｗｅｒ，?ｉｎｃ．??ＮａＳｏｎ＊?Ｎ＋３１Ｓ?Ｍｅｍｔｗａｎｅ?的Ｏｃｍ‘?￥１５３?￥０?２１??ＨＹＤＲｋｒｎ１１＊?


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