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離子交換膜電解質儀

發布時間:2022-11-12 03:03:03

『壹』 原電池中,用離子交換膜後的影響(反應後電解質溶液中陰陽離子是如何

不影響發電的

『貳』 離子交換膜電解槽的組成是什麼陽離子交換膜的作用是什麼

①離子交來換膜電解自槽的組成
由陽極(金屬鈦網)、陰極(碳鋼網)、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成,電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。下圖表示一個單元槽的示意圖。
②陽離子交換膜的作用
將電解槽隔成陰極室和陽極室,它只允許陽離子(Na+)通過,而阻止陰離子(Cl-、OH-)和氣體通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。

『叄』 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。

『肆』 離子交換膜的原理是什麼

離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同,可分為陽離版子交換膜、權陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。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200~400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。為免失水乾燥而變脆破裂,須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化,甘油、聚乙二醇的除鹽,放射性元素、同位素及氨基酸的分離,有機物及無機物純化,放射性廢液處理,燃料電池隔膜及選擇性電極等。

『伍』 離子膜電解操作流程

又稱膜電槽電解法,是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室,使電解產品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂(見離子交換劑)的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性,容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過,以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。這項技術已經用於氯鹼的生產,海水和苦鹹水的淡化,工業用水和超純水的制備,酶、維生素與氨基酸等葯品的精製,電鍍廢液的回收,放射性廢水的處理等方面,其中應用最廣泛、成效最顯著的是氯鹼工業。在氯鹼工業中,利用陽離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來製造氯氣、氫氣和高純度的燒鹼(氫氧化鈉)或氫氧化鉀。1975年日本旭化成工業公司製成全氟羧酸型離子交換膜,首先實現離子膜電解法制燒鹼,同年日本實現工業化生產。
工藝流程 經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室(圖1[離子膜電解法生產流程]),鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動,進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉,同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制,基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後,剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯,固體鹽重飽和以及精製後,返回陽極室,構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品,一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量,又能帶走電解槽內部產生的熱量。
離子膜電解槽 根據供電方式的不同,分為復極式和單極式兩種。復極式電解槽的各單元電解槽串聯相接,電解槽的總電壓為各個單元電解槽的電壓之和;電路中各台電解槽並聯。單極式電解槽的各單元電解槽並聯相接,電解槽的總電流為各個單元電解槽的電流之和;電路中各台電解槽串聯。有的離子膜電解槽為板式壓濾機型結構(圖2[壓濾機型離子交換膜電解槽結構]):在長方形的金屬框內有爆炸復合的鈦-鋼薄板隔開陽極室和陰極室,拉網狀的帶有活性塗層的金屬陽極和陰極分別焊接在隔板兩側的肋片上,離子膜夾在陰陽兩極之間構成一個單元電解槽。大約 100個左右的單元電解槽由液壓裝置組成一台電解器。另外,還有類似板式換熱器的結構,由沖壓的輕型鈦板陽極、離子膜和沖壓的鎳板陰極夾在一起,構成單元電解槽。若干個單元電解槽夾在兩塊端板之間組成一台電解槽。
離子交換膜 側鏈上帶有磺酸基和(或)羧酸基等陰離子官能團的全氟聚合物製成的薄膜。對離子膜的要求:①陽離子選擇透過性好;②電解質擴散率低;③較高的化學穩定性和熱穩定性;④機械強度高,不易變形;⑤電阻小。現代陽離子交換膜大多為聚氟烴織物增強的全氟磺酸-全氟羧酸復合膜。面向陽極的一側為電阻較小的磺酸基;面向陰極的一側為含水量低的羧酸基,能抑制氫氧離子向陽極室移動而提高電流效率,有的還處理成為粗糙的表面,或附有微孔狀無機物薄膜,以增加全氟羧酸膜的親水性,減少氫氣泡在膜表面上的滯留。這種膜適用於兩極間距極小的所謂「零」極距或「膜」間隙的離子交換膜電解槽。
特點 ①總能耗最低(與隔膜電解法和水銀電解法相比),在4000A/m電流密度下,每噸燒鹼的直流電耗為7.56~7.92GJ(2100~2200kWh);②燒鹼純度高,50%的氫氧化鈉鹼液,含氯化鈉50~60ppm;③無水銀或石棉污染環境的問題;④操作、控制都比較容易;⑤適應負荷變化的能力較大;⑥要求用高質量的鹽水;⑦離子膜的價格比較昂貴。
現狀和展望 80年代初,先進的離子膜可在 4000A/m的電流密度下運轉,電流效率為95%~96%;可以直接生產濃度為35%的氫氧化鈉,離子膜的使用壽命約為2年。由於離子膜法具有較多的優點,今後新建的氯鹼生產裝置一般將採用離子膜法。現有的水銀法或隔膜法氯鹼廠也會有一部分在技術改造時轉換為離子膜法。

『陸』 航創電解質分析儀的儀器工作原理

航創電解質分析儀是採用離子選擇電極測量法來實現精確檢測的。儀器上有六種電極:鉀、鈉、氯、離子鈣、PH和參比電極。每個電極都有一離子選擇膜,會與被測樣本中相應的離子產生反應,膜是一離子交換器,與離子電荷發生反應而改變了膜電勢,就可檢測液樣本和膜間的電勢。膜兩邊被檢測的兩個電勢差值會產生電流,樣本,參考電極,參考電極液構成「迴路」一邊,膜,內部電極液,內部電極為另一邊。
內部電極液和樣本間的離子濃度差會在工作電極的膜兩邊產生電化學電壓,電壓通過高傳導性的內部電極引到到放大器,參考電極同樣引到放大器的地點.通過檢測一個精確的已知離子濃度的標准溶液獲得定標曲線,從而檢測樣本中的離子濃度.
溶液中被測離子接觸電極時,在離子選擇電極基質的含水層內發生離子遷移.遷移的離子的電荷改變存在著電勢,因而使膜面間的電位發生變化,在測量電極與參比電極間產生一個電位差.
一般常用電極結構:
鈉電極特點:鈉電極是一種玻璃毛細管電極用來測定液體樣本中的鈉離子濃度。
主要結構:
電極套:透明塑料。
測量毛細管:鈉敏感玻璃。
電極室 :密封的,內充滿鈉電極液。
電極芯:Ag、Agcl
鉀電極特點:鉀電極是一種膜電板,也是用來測量樣本中的鉀離子濃度。
主要結構:
電極套:透明塑料。
測量毛細管:鉀離子敏感膜。
電極室:密封的,內充滿K+液。
電極芯:Ag/Agcl
氯電極特點:氯電極也是一種膜電極,用來測量樣本中的Cl離子濃度。
主要結構: 電極套:透明塑料。
測量毛細管:Cl離子敏感膜。
電極室:密封的且充有Cl-液。
電極芯:Ag/Agcl
參比電極特點:參比電極是連接樣本和信號地的一個裝置。
主要結構: 參比電極由兩部分組成: 參比電極套和參比電極芯。參比電極套中的參比液在以參比電極芯與樣本之間形成一個鹽橋,每次測量開始時,參比液被注入參比電極套中,同時有一小部分參比液由玻璃毛細管中滲入測量室 ,從而在樣本和參比電極芯之間形成鹽橋,參比電極芯在電信號地和參比液之間形成迴路。
測量過程:離子選擇式電極,電極內含有已知離子濃度的電極液,通過離子選擇電極膜與樣本中相應離子相互滲透,從而在膜的兩邊產生膜電位,樣本中離子濃度不用,產生的電位信號的大小也不同,通過測量電位信號大小就可以測知樣本中離子的濃度。
電極內液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產生電化學電位,這個電位可由電極取出,輸往放大器的輸入端,放大器的另一個輸入端與參比電極連接並接地,電極電壓可進一步放大。形成電壓差,決定著被測樣本的離子濃度。
3、研究過程
電極溶液中被測離子接觸電極時,在離子選擇電極膜基質的含水層內發生離子遷移。遷移離子的電荷改變存在著電勢,因而使膜面間的電位發生變化;在測量電極與參比電極間產生一個電位差。理想的離子選擇性電極對溶液中所要測定的離子產生的電位差,應符合能斯特(Nernst)方程:
E=E0+ log10a(x)
E:測得的電位
E0:標准電極電位(常數)
R:氣體常數
T:絕對溫度
Z:離子價
F:法拉第常數
a(x):離子的活度
可見測得的電極電位和「X」離子的活度的對數成比例,當活度系數保持恆定時,電極電位與離子濃度(C)的對數也成比例,以此來求出溶液中離子的活度或濃度。
生產鈉鉀氯離子電極分析儀的廠家很多,但所用的電極基本相同,鈉多採用硅酸鋰鋁玻璃電極膜製成,壽命較長,鉀電極多採用結頁氨黴素膜製成。
離子選擇性電極分析儀內的主要組成部分K+、Na+、Cl-電極都有規定的壽命,需要定期更換。一般情況下,經多次保養電極,且保證管道暢通,多次定標仍不能通過的電極,就需更換此電極。
觀察這些極損的電極,發現其報損的原因是電極內的電極液面低於銀針面。在測量樣本時,測得的電位差無法通過銀針傳送給參比電極,以做下一步的放大及測定。

『柒』 離子交換膜的兩個作用

1、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。2、離子交換膜也可應用於甘油、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。

『捌』 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。

『玖』 離子交換膜的原理是什麼

離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同,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、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。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200~400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。為免失水乾燥而變脆破裂,須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化,甘油、聚乙二醇的除鹽,放射性元素、同位素及氨基酸的分離,有機物及無機物純化,放射性廢液處理,燃料電池隔膜及選擇性電極等。

『拾』 簡述離子膜 電解

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。
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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。

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