離子交換膜作為一種半透膜,其主體高分子結(jié)構(gòu)攜帶有荷正電或荷負電的功能基團,可選擇性分離溶液體系中自由解離的陰離子與陽離子,在化工分離、環(huán)境水處理、能量轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。隨著過程工業(yè)的逐步發(fā)展,針對目標物質(zhì)更加精細的分離需求也日益提升。單價離子選擇性分離膜可以選擇性篩分單價離子而阻隔多價離子,最終實現(xiàn)不同價態(tài)離子間的篩分。商用單價離子選擇性分離膜通常存在選擇系數(shù)低、電阻高、長期穩(wěn)定性差的問題。功能層的化學構(gòu)筑、膜主體結(jié)構(gòu)的物理優(yōu)化、功能分子的精確設(shè)計是提升單價離子選擇性分離膜性能的傳統(tǒng)方法。本文,我們從新工藝的角度出發(fā),結(jié)合膜污染理論并利用電沉積的方法,制備得到一系列性能優(yōu)越的單價離子選擇性分離膜,其具體研究內(nèi)容如下:(1)采用電沉積聚合物電解質(zhì)的方式制備了單價陰離子選擇性分離膜。通過將磺化聚苯醚聚電解質(zhì)配制成膠體溶液,并參考膜污染發(fā)生的條件,在極限電流密度以上的電場強度下將聚電解質(zhì)沉積在陰離子交換膜表面形成反電荷功能層。通過對表面形貌、粗糙度和沉積物含量的測試,我們發(fā)現(xiàn)改性過程中出現(xiàn)了水解離和電對流效應(yīng),這和膜污染的過程非常類似。用這樣的方法在10mA/cm2條件下制備的膜不僅具有合...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１離子交換膜微觀離子通迸結(jié)構(gòu)示意圖??丨２３】??

段和疏水鏈段發(fā)生微相分離，具有離子基團的親水相聚集形成離子通道。??具有合適尺寸的離子會優(yōu)先通過離子通道并穿過離子交換膜，反之則被阻擋；（２）??電場作用：離子交換膜上的固定基團會形成相應(yīng)的電場，具有反電荷的自由離子??能通過靜電相互作用在驅(qū)動力下通過離子交換膜；（３）溶解擴散模....

圖１．２離子交換膜表面改性策略：（ａ）表面構(gòu)筑髙度交聯(lián)致密層；（ｂ）表面構(gòu)筑反電荷??

改性??離子選擇性是一種主要體現(xiàn)在膜－溶液界面處的膜特性，因此表面改性是被??研宄得最多的且最普適的用于提高單價離子選擇性的方法之一。基于孔徑篩分原??理，一種最直接的方法就是在膜表面增加一層交聯(lián)度更高的致密層。Ｓａｔａ等人［２６］??制備了由苯酚、ｍ－苯酚硫酸鹽和甲醛縮聚的高交....

圖１．３常規(guī)電滲析脫鹽膜堆結(jié)構(gòu)示意圖??由于離子交換膜的荷電性質(zhì)，目前其主要的一個應(yīng)用方向之一是通過將膜裝??

?入?▲????１?卩＾?１?＾?＿?１?陰膜?陽膜?????—?Ｉ?．?「＊?Ｉ?ｎｉｒ??１?＋?？－?１?一土??＿?－?？＃?＾?Ｕ?－?？?？?＋；；－?？—？?＋??■電極液＿?Ａ?？二＿＠?？?：?＠?＿電極液■??？—？？?＋？?（Ａ）－?＃?＋＠＃??＿參?？？....

圖２．１電驅(qū)動改性裝置示意圖（ＥＤ８４－Ｉ－１０）??

?第２章電沉積磺化聚苯醚制備單價陰離子選擇性分離膜???電極板。由這些膜和隔板形成中間兩個料液室和兩邊兩個電極室。電極兩端同直??流電源相連，電極室和料液室均和蠕動泵相連使溶液能夠不斷循環(huán)，流速??２００ｍＬ／ｍｉｎ。淡化室和濃縮室連通以保持料液濃度恒定。??＿＿＿??圖２．１電....

本文編號：4016238