1. 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。
2. 陰離子交換膜的概述
陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質,對陰離子具有選擇透過性作用,因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團,並且在陰極產生OH-作為載流子,經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。
陰離子交換膜具有非常廣泛的應用,它是分離裝置、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分,在氯鹼工業、水處理工業、重金屬回收、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用 。近年來,隨著新型化學電源的發展,陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池、鹼性陰離子交換膜燃料電池、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究。
3. 高中化學的電化學陽離子交換膜和陰離子交換膜怎麼判斷
判斷正負極,看哪邊多了啥離子,靠近那邊的就是啥離子膜。靠近負極的由於負極產生更多的陽離子,導致不能呈電中性,所以負極就是陽離子膜。正極就相反了。
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. 陽離子交換膜能在直流電場的作用下選擇性地透過電解液中的陽離子使向陰極遷移,陰離子交換膜則能在直流電
(1)Cl 2 、H 2 因為陰極發生的反應可以得到H 2 可以(2)制氯氣、氫氣和高濃度的燒鹼,同時回得到淡水答及高濃度鹵水。
(3)思路提示:太陽能發電,電滲析電解得氯鹼類產品及淡水,鹵水的進一步開發利用。 6. 陰陽離子交換膜是干什麼 讓離子選擇透過,更好的完成反應。 7. 陰離子交換膜的性能要求 在新型電能轉換裝置中使用的陰離子交換膜不僅起著隔離氧化劑和還原劑的作用,而且還具有離子傳導作用。所以陰離子交換膜需要具有較高的離子選擇透過性以及電導率,同時還應該具有良好的力學強度、柔韌性能,具有較低的膜電阻以及較強的化學穩定性。 8. 兩性離子交換膜和陰陽離子交換膜有什麼區別 一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團,陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,而陰離子因為同性排斥而不能通過、水處理工業。陰離子交換膜具有非常廣泛的應用,在氯鹼工業、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究,它是分離裝置、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用[1] ,他的高分子母體是不溶解的,並且在陰極產生OH-作為載流子,而連接在母體上的磺酸集團帶有負電荷和可解離離子相互吸引著、重金屬回收,陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,帶有固定基團和可解離的離子 如鈉型磺酸型、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分,因此還被稱為離子選擇透過性膜,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,陽離子膜通常是磺酸型的,隨著新型化學電源的發展,但在膜外我們通電通過電場作用,對陰離子具有選擇透過性作用。近年來,所以具有選擇透過性,經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極:固定基團是磺酸根 解離離子是鈉離子,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中。 陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質、鹼性陰離子交換膜燃料電池 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。 10. 離子交換膜的特點是什麼 1)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。2)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。3)離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+ 陰離子在陰膜中透過性次序為: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO4->NO3->I->(COO)2-(草酸根)>SO42-4)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。 與陰離子交換膜型號相關的資料
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