解決金屬冶煉過程中廢氣、廢水的排放是該行業(yè)發(fā)展面臨的一個重要問題。隨著冶金資源的日益減少,如何在提高金屬提純技術(shù)的同時尋求一個環(huán)境友好、操作方便的工藝是需要研究新課題。新型膜法金屬電積工藝,即雙膜三室組件在電解中的應(yīng)用,解決了這個困擾已久的問題。陽離子交換膜作為雙膜三室組件的重要組成部分,不僅需要攔截氯離子的通過,有效降低氯氣的產(chǎn)生,還必須具備克服在高溫、強酸性、強氧化性條件下壽命短的能力,而市場上銷售的陽離子交換膜均達不到這些要求,因此選擇合適的陽離子交換膜對其進行改性處理,使其具備適應(yīng)這些要求的特性。利用高分子導電聚合物聚苯胺改性陽離子交換膜,以陽離子交換膜為聚苯胺薄膜的載體,苯胺在質(zhì)子酸摻雜條件下在膜表面氧化聚合生成聚苯胺層,對改性后的陽離子交換膜進行性能測試,及電滲析實驗驗證氯離子的攔截率。實驗包括:（1）對不同廠家生產(chǎn)的兩種陽膜進行改性,在溫度20℃,聚合反應(yīng)時間10分鐘,氧化劑為氯化鐵,摻雜質(zhì)子酸為鹽酸,不同涂層次數(shù)條件下,對比其改性效果:IONSEP-HC-C的氯離子泄漏率在涂層次數(shù)為5層時為3.06%,比原膜降低了54.12%;Nafion 117的氯離子泄漏率在涂層次... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題簡介
        1.1.1 金屬電積工藝現(xiàn)狀
        1.1.2 膜法金屬電積工藝
    1.2 離子交換膜簡介
        1.2.1 離子交換膜及作用機理
        1.2.2 離子交換膜的分類
        1.2.3 離子交換膜的主要性能及表征
    1.3 陽離子交換膜的改性
        1.3.1 離子交換膜改性類型
        1.3.2 表面改性方法
    1.4 改性方法的選定
        1.4.1 改性基膜的選擇
        1.4.2 聚苯胺改性陽離子交換膜
    1.5 研究依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.5.1 研究依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 聚苯胺改性陽離子交換膜及參數(shù)測定
    2.1 聚苯胺的合成及影響因素
    2.2 實驗方案的確定
        2.2.1 基膜的選擇
        2.2.2 合成方法的選擇
        2.2.3 氧化劑的選擇
        2.2.4 質(zhì)子酸的選擇
        2.2.5 實驗原料及儀器設(shè)備
    2.3 改性杭州埃爾IONSEP -HC-C和美國杜邦Nafion 117
        2.3.1 膜的預(yù)處理
        2.3.2 改性膜
    2.4 參數(shù)測定方法
        2.4.1 含水率及離子交換容量
        2.4.2 膜電位及理論遷移數(shù)
        2.4.3 電滲析實驗
    2.5 結(jié)果與討論
    2.6 本章小結(jié)
3 聚苯胺合成條件對改性Nafion 117的影響
    3.1 實驗方案的確定
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料及儀器設(shè)備
        3.2.2 膜的預(yù)處理
        3.2.3 測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 溫度的影響
        3.3.2 時間的影響
        3.3.3 氧化劑的種類影響
        3.3.4 摻雜質(zhì)子酸的影響
    3.4 本章小結(jié)
        3.4.1 機理探討
        3.4.2 分析合成條件對改性膜的影響
4 聚苯胺/無機復(fù)合物改性Nafion 117膜的性能研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 二氧化硅改性陽離子交換膜的進展
        4.1.2 聚苯胺改性陽離子交換膜的進展
        4.1.3 實驗材料及儀器設(shè)備
        4.1.4 膜的預(yù)處理
        4.1.5 二氧化硅改性膜
        4.1.6 聚苯胺改性膜
    4.2 測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
5 膜法鈷電積工藝系統(tǒng)中陽離子交換膜的應(yīng)用研究
    5.1 室內(nèi)小型膜電積工藝
        5.1.1 陽膜對氯氣的抑制作用
        5.1.2 中隔室回收酸的濃度
    5.2 膜電積工藝中試試驗
        5.2.1 中試現(xiàn)場選擇
        5.2.2 現(xiàn)場中試條件
        5.2.3 極膜一體化裝置研究
        5.2.4 測試指標計算方法
        5.2.5 中試研究結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議及不足
    6.3 展望
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]導電聚合物改性陽離子交換膜提高一價離子選擇性[J]. 王翠,王三反,李廣,武彥斌.  水處理技術(shù). 2014(12)
[2]二氧化硅改性Nafion117陽離子交換膜的性能研究[J]. 穆永信,王三反,王挺,陳霞,叢琳.  水處理技術(shù). 2013(10)
[3]陽離子交換膜改性的研究進展[J]. 穆永信,王三反,吳楠.  水處理技術(shù). 2013(06)
[4]單價選擇性均相陽離子交換膜的制備及性能[J]. 王漢敏,高學理,胡圓,王劍,徐佳,高從堦.  膜科學與技術(shù). 2011(05)
[5]聚氨酯型陽離子交換膜的制備及其還原草酸中的應(yīng)用[J]. 江慧華,馬森,方繼敏.  聚氨酯工業(yè). 2011(04)
[6]離子交換膜分離技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 何桂榮,孟凡偉.  世界有色金屬. 2010(07)
[7]液膜分離技術(shù)[J]. 余美瓊.  化學工程與裝備. 2007(05)
[8]聚苯胺在金屬防腐領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 劉東.  應(yīng)用化工. 2007(08)
[9]應(yīng)用于燃料電池的全氟磺酸膜及其改性[J]. 李辰楠,孫公權(quán),任素貞,吳智謀,劉瑾,辛勤.  科學通報. 2005(19)
[10]離子交換膜電解技術(shù)在濕法冶金中的應(yīng)用[J]. 譚翎燕,王訓遒.  化工進展. 2002(12)

碩士論文
[1]膜法鈷電積工藝中陽離子交換膜的改性研究[D]. 穆永信.蘭州交通大學 2014
[2]鈷生產(chǎn)過程中膜法消除氯氣的試驗研究[D]. 陳瑋.蘭州交通大學 2013
[3]單價選擇性陽離子交換膜的制備及應(yīng)用初探[D]. 胡圓.中國海洋大學 2009
[4]功能性質(zhì)子酸摻雜聚苯胺及聚苯胺/尼龍66復(fù)合材料研究[D]. 馬玉亮.青島科技大學 2007
[5]聚苯胺的合成及聚苯胺復(fù)合物的研究[D]. 何麗紅.武漢理工大學 2005



本文編號：3106863