ED和EDI离子膜简单介绍VIP免费

第六章电膜过程v离子交换膜的定义及分类v离子交换膜的制备与表征v电渗析原理v特殊电渗析v浓差渗析：扩散渗析、Donnan渗析、中和渗析v离子交换膜应用v双极膜及其水解离定义离子交换膜是膜状的离子交换树脂。它包括三个基本组成部分即高分子骨架，固定基团及基团上的可移动离子带固定基团的聚合物主体同离子，这里阳离子反离子，这里阴离子电解质溶液阴离子交换膜分类电荷分•阳离子膜：活性基团主要有：磺酸基（-SO3H）、磷酸基（-PO3H2）,膦酸基（-OPO3H）、羧酸基（-COOH）、酚基（-C6H4OH）以及砷酸基（AsO32-）和硒酸基(-SeO3-)等；•阴离子交换膜：活性基团主要有伯、仲、叔、季四种胺的胺基和芳胺基等，如：-NH3+、-RNH2+、-R2NH+、-R3N+、-R3P+、-R2S+。•两性膜、嵌段膜、双极膜按活性基团与骨架的结合方式进行划分•均相膜•半均相膜•异相膜离子交换膜的制备•主要过程：•（1）基膜制备；•（2）引进交联结构；•（3）引入功能基团制膜途径：•先成膜后导入活性基团；•先导入活性基团再成膜；•成膜与导入活性基团同时进行。非均相离子交换膜的制备树脂干燥磨粉混炼拉片加网热压配料过筛半均相离子交换膜的制备•半均相离子交换膜主要用含浸膜。有两条路线，一是用粒状粘结剂浸吸单体进行聚合，制成含粘结剂的热塑性离子交换树脂，再按异相膜那样制备相应的膜（不需要磨粉）；二是用粉状粘结剂浸吸单体、增塑剂等，然后涂在网布上进行热压聚合再功能基化(糊状法)。均相离子交换膜的制备•(1)单体的聚合或缩聚，其中至少有一个单体必须含有可引如阴离子或阳离子交换基团的结构；•(2)在预先制备的基膜中引入功能基团•(3)聚合物先功能基化，然后溶解流涎（浇铸）成膜单体的聚合单体的缩聚溶液浇铸法制备离子交换膜不使用氯甲醚的阴离子膜路线•环氧基团与胺交联反应生成膜•利用聚合物侧链的氯甲基基团•利用聚合物侧链的甲基基团•芳香烃进行不使用氯甲醚的氯甲基化如用甲醛或氯甲基烷基醚等利用聚合物侧链的甲基基团CH3CH2BrBrON(CH3)3NHCH2CH2NH2CH3CH2BrO+官能团部分强度保持部分亲水基团亲水基团憎水基团憎水基团我国离子交换膜的研制离子交换膜的主要性能表征•IEC•含水量•膜电阻•膜电位•迁移数•扩散系数实用离子交换膜的主要性能要求u膜对离子的选择性高，一般要求迁移数>0.9；u膜的导电性能好，电阻低，膜的电阻不应大于溶液的电阻。一般要求膜面积电阻在15W.cm2,极膜的电阻由于只有一对，可稍大些；u适宜的交换容量，交换容量越高，荷电密度越大，这有利于膜的电化学性能的提高，但过高的交换容量会引起膜的机械强度及尺寸稳定性，一般控制在1.5-3.0mol.kg-1干膜为宜；u较小的盐扩散系数和水的渗透通量。在普通电渗析操作中，存在淡室里的水向浓室渗透以及浓室的盐向淡室渗透过程，这是电渗析过程的反效应，会降低电流效率，因此应该控制膜的含水量，增加膜的交联度；u具有良好的物化稳定性。离子交换膜在使用过程中，不可避免地要接触到如酸、碱、氧化剂等化学试剂，特别是在用于化工生产和工业废水处理时，料液的成分更加复杂，这就要求膜具有耐酸、碱和氧化剂的能力。对操作介质的性能稳定性包括：活性基团不脱落、膜无变形、无腐蚀、机械、化学和电性能不变或变化很小。一般要求膜的使用寿命1-3年为宜；u膜的外观平整，厚度均匀，没有针孔膜电阻测定DDS-11A电导仪DDS-11A电导仪数字万用表Ag-AgCl电极Ag-AgCl电极膜样品膜电位、迁移数测定膜样品VtEE+=测20ttEE-+=-=-1120测扩散系数测定DDS-11A电导仪电极水1NNaCl电导池桨膜电机电渗析原理123456料液浓缩液脱盐液电渗析器的结构1、4.离子交换膜；2、5.隔板；3.隔板网电渗析器的结构和操作模式•电渗析器的组装方式由串联、并联及串并联相结合几种方式，常用术语“级”和“段”来表示。“极”是指电极对的数目，一对电极称为一极；“段”是指水流方向，每改变一次水流方向称为一段。所谓“一极一段”是指在一对电极之间装置一个水流同向的膜堆，“二极一段”是指在两个电极之间装置两个膜堆，前一级水流和后一级水流并联，余类推。（a）一级一段（b）二级一段（c）一级二段（d）二级二段特殊电渗析简介--...