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離子交換膜的主要類型

發布時間:2022-03-24 01:40:16

① 電解池離子交換膜到底有什麼用

離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料製成的薄膜(也有無機離子交換股,但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似,都是在高分子骨架上連接一個活性基團,但作用機理和方式、效果都有不同之處。當前市場上離子交換膜種類繁多,也沒有統一的分類方法。一般按膜的宏觀結構分為三大類:
1. 非均相離子交換膜 由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中,因而其化學結構是不均勻的。
2. 均相離子交換膜 均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中製成。它沒有異相結構,本身是均勻的。其化學結構均勻,孔隙小,膜電阻小,不易滲漏,電化學性能優良,在生產中應用廣泛。但製作復雜,機械強度較低。
3. 半均相離子交換膜 也是將活性基團引入高分子支持物製成的。但兩者不形成化學結合,其性能介於均相離子交換膜和非均相離子交換膜之間。
此外,離子交換膜按功能及結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。

離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽,分離各種離子與放射性元素、同位素,分級分離氨基酸等。此外,在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備,以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中,也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位,它對仿生膜研究也將起重要作用。

② 陽離子交換膜的作用

1、可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。

2、也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽,分離各種離子與放射性元素、同位素,分級分離氨基酸等。

3、在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備,以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中,也都採用離子交換膜。

4、離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位,它對仿生膜研究也將起重要作用

③ 離子交換膜

一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。1950年W.朱達首先合成了離子交換膜。1956年首次成功地用於電滲析脫鹽工藝上。

離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料製成的薄膜(也有無機離子交換股,但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似,都是在高分子骨架上連接一個活性基團,但作用機理和方式、效果都有不同之處。當前市場上離子交換膜種類繁多,也沒有統一的分類方法。一般按膜的宏觀結構分為三大類:
1. 非均相離子交換膜 由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中,因而其化學結構是不均勻的。
2. 均相離子交換膜 均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中製成。它沒有異相結構,本身是均勻的。其化學結構均勻,孔隙小,膜電阻小,不易滲漏,電化學性能優良,在生產中應用廣泛。但製作復雜,機械強度較低。
3. 半均相離子交換膜 也是將活性基團引入高分子支持物製成的。但兩者不形成化學結合,其性能介於均相離子交換膜和非均相離子交換膜之間。
此外,離子交換膜按功能及結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。

④ 離子交換膜,一定是薄薄一層嗎

不一定,看類型及使用場合。
離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。1950年W.朱達首先合成了離子交換膜。1956年首次成功地用於電滲析脫鹽工藝上。
按膜中的含活性基團的各類可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和特種膜三大類。

1、陽離子交換膜(簡稱陽膜) 膜體中含有酸性活性基團,它能選擇性透過陽離子而不讓陰離子透過。這些活性基團主要有:磺酸基、磷酸基、亞磷酸基、羧酸基、酚基等。其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換膜,其結構式可簡單表示為R-SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為
2R-SO3H+Ca2==(R-SO3)2Ca+2H+ 這也是硬水軟化的原理。
2、陰離子交換膜(簡稱陰膜) 膜體中含有鹼性活性基團,它能選擇性透過陰離子而不讓陽離子透過。這結活性基團主要有:季銨基、促胺基、叔胺基等。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為
R-N(CH3)3OH+Cl- ====R-N(CH3)3Cl+OH-
3、特種膜 它包括由陽、陰離子活性基團在一張膜內均勻分布的兩性離子交換膜,帶正電荷的膜與帶負電荷的膜兩張貼在一起的復合離子交換膜(亦稱雙極性膜),還有部分正電荷與部分負電荷並列存在於膜的厚度方向的鑲嵌離子交換膜,以及在陽膜或陰膜表面上塗一層陰離子或陽離子交換樹脂的表面塗層膜等。

⑤ 膜分離的分類結構

膜分離的效能,取決於膜本身的屬性。
膜可分液膜和固體膜。固體膜又可分:
①無機多孔膜,由無機質的多孔材料構成。將膠體和不溶性微粒強制沉積於無機多孔膜上便製成動力形成膜;
②合成膜,通常採用醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚碸、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料製成。
合成膜又分為離子交換膜、均質膜和多孔膜:
①離子交換膜由帶有可電離的陽離子或陰離子的高分子材料所構成;
②均質膜是均勻的高分子薄膜;
③多孔膜是在鑄膜液中加發孔劑,經過蒸發和凝膠分離而成的。
多孔膜又分為非對稱膜和復合膜:
①非對稱膜的膜體可分為表皮層和支撐層:表皮層質地緻密,厚度很小(0.1~0.2μm),但它決定了膜的選擇性和滲透性能;支撐層具有多孔結構,它提供必要的機械強度。膜的結構可通過調節鑄膜液組成和凝膠形成條件予以控制。
②復合膜是以多孔膜作支撐層,覆以極薄的表皮層。用於工業分離的合成膜,可製成片狀、管狀和中空纖維狀等,因此膜分離設備也隨之具有多種結構形式。膜的結構形態,通常藉助於電子顯微鏡技術、電子透射或掃描來觀察。
按所使用的膜的類型,分為液膜分離和合成膜分離:
①液膜分離過程分為乳化液膜和固定液膜的分離過程;
②合成膜的分離過程包括微過濾、超過濾、反滲透、氣體滲透分離、滲透蒸發、滲析及電滲析等過程。
膜分離過程可簡化為滲透過程。
滲透過程的機理研究尚處於發展之中,有多種描述方法,目前尚未得出統一的理論。滲透的基本問題是膜內傳遞的概念。物質在膜內的傳質通量可概括為;傳質通量=滲透系數×傳遞推動力式中傳質通量為單位時間內單位膜面積的物質透過量;滲透系數為單位時間內單位膜面積在單位推動力作用下的物質透過量;傳遞推動力有多種,各有其計量單位。滲透系數不僅取決於滲透物質的屬性,也取決於膜材料的化學屬性和膜的物理構型。
描述膜滲透機理的主要模型有:
①溶解-擴散模型:適用於液體膜、均質膜或非對稱膜表皮層內的物質傳遞。
在推動力作用下,滲透物質先溶解進入膜的上游側,然後擴散至膜的下游側,擴散是控制步驟。例如氣體的滲透分離過程中,推動力是膜兩側滲透物質的分壓差。當溶解服從亨利定律(見相平衡關聯)時,組分的滲透率是組分在膜中的擴散系數和溶解度系數的乘積。混合氣體的分離依賴於各組分在膜中滲透率的差異。溶解-擴散模型用於滲透蒸發(又稱汽滲,上游側為溶液,下游側抽真空或用惰性氣體攜帶,使透過物質汽化而分離)時,還須包括膜的汽液界面上各組分的熱力學平衡關系。
②優先吸附-毛細管流動模型:
由於膜表面對滲透物的優先吸附作用,在膜的上游側表面形成一層該物質富集的吸附液體層。然後,在壓力作用下通過膜的毛細管,連續進入產品溶液中。此模型能描述多孔膜的反滲透過程。
③從不可逆熱力學導出的模型:
膜分離過程通常不只依賴於單一的推動力,而且還有伴生效應(如濃差極化)。不可逆熱力學唯象理論統一關聯了壓力差、濃度差、電位差對傳質通量的關系,採用線性唯象方程描述這種具有伴生效應的過程,並以配偶唯象系數描述伴生效應的影響。

⑥ 化學問題什麼是兩性離子交換膜主要內容

兩性離子交換膜在膜體結構中同時含有陽離子交換基團和陰離子交換基團的離子回交換膜。
這種膜對某答些離子具有高的選擇性,主要用於分離和回收溶液中的微量金屬,從非離子化物質溶液中除去濃度高的離子化雜質,如從糖液中除去氯化鈉,從中草葯溶液中除去鉛離子,還可用於離子化物質的分離,如氯化鈉與硫酸鈉的分離。

⑦ 離子交換膜的作用

離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽,分離各種離子與放射性元素、同位素,分級分離氨基酸等。此外,在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備,以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中,也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位,它對仿生膜研究也將起重要作用。

離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。1950年W.朱達首先合成了離子交換膜。1956年首次成功地用於電滲析脫鹽工藝上。

⑧ 簡述離子膜

不知道是不是說的離子交換膜,不過你既然說電解,應該就是了
離子交換膜,一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜.因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜.
電解,電流通過物質而引起化學變化的過程.化學變化是物質失去或獲得電子(氧化或還原)的過程.電解過程是在電解池中進行的.電解池是由分別浸沒在含有正、負離子的溶液中的陰、陽兩個電極構成.電流流進負電極(陰極),溶液中帶正電荷的正離子遷移到陰極,並與電子結合,變成中性的元素或分子;帶負電荷的負離子遷移到另一電極(陽極),給出電子,變成中性元素或分子.
以上來自,為了讓你給我最佳答案不猶豫,下面是一些自己的解釋
離子交換膜在電解中有著比較重要的作用,當然並不是所有的電解都需要離子交換膜,離子交換膜的作用在於隔絕生成物中的某兩類物質,一般是兩種接觸直接反映的物質,如:電解氯化鈉時,一般會生成氯氣,氫氧化鈉.但這兩種物質一接觸便反應,生成了次氯酸鈉和氯化鈉,但當我們在陰陽極之間加上陽離子交換膜(即只有陽離子才能通過該膜)時,陽極會產生氯氣,但周圍都是氯化鈉,因此不會反映,可直接收集氯氣,陰極處生成氫氧根離子和氫氣,氫氣直接收集,這是另一邊的鈉離子便會通過膜和氫癢根離子在一起,成為了氫氧化鈉溶液,一個反應生成了三種我們需要的物質,這便是離子交換膜的一個最簡單的應用.

⑨ 離子交換膜與離子交換樹脂這兩者有什麼區別

離子交換膜與離子交換樹脂

離子交換膜又稱「離子交換樹脂膜」或「離子選擇透過膜」。這是因為離子交換膜與用於水處理領域的粒狀離子交換膜樹脂,具有基本相同的結構,而且早期的離子交換膜就是使用離子交換樹脂,通過加入粘合劑混煉拉片,然後加網熱壓成為膜狀物的,所以,有「離子交換樹脂漠」之稱。

但是,離子交換膜和離子交換樹脂之間,除形狀之差而外,還有著根本不同的作用原理:離子交換樹脂是通過離子的吸附、葯品溶離和再生的離子交換機能進行脫鹽,但離子交換膜不是通過離子交換的機能,而是以選擇透過為其主要機理,將離子作為一種選擇性通過的媒介物。

此外,在應用方法上也不相同,例如,離子交換樹脂的使用過程包含著處理、交換、再生等步驟,而離子交換膜在應用過程中,可以連續作用,不必再生。由此看來,與其稱為離子交換膜,不如稱為「離子選擇透過膜」更為確切。不過,根據長期的習慣,人們還是沿稱「離子交換膜」。


離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。

而離子交換樹脂就屬於非均相膜

①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜,然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜內聚合成高分子,再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。

②非均相膜。用粒度為200400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。

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