❶ 離子交換膜的類型
材料：有機膜、無機膜
結構：對稱膜(微孔膜、均質膜)、非對稱膜、復合膜
形狀：平板膜、管式膜、中空纖維膜、卷式
分離機理： 擴散性膜 、離子交換膜、選擇性膜、非選擇性膜
分離過程：反滲透膜、滲透膜、氣體分離膜、電滲析膜、滲析膜、滲透蒸發膜
孔徑大小：微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜
分離膜由高分子、金屬、陶瓷等材料製造，以高分子材料居多，按其物態又可分為固膜、液膜與氣膜三類。氣膜分離尚處於實驗研究中，液膜已有中試規模的工業應用，主要用於廢水處理中。
目前大規模工業應用的多為固膜，固膜主要以高分子合成膜為主，高分子膜可製成緻密的或多孔的、對稱的或不對稱的。
近年來，無機陶瓷膜材料發展迅猛並進入工業應用，尤其是在微濾、超濾及膜催化反應及高溫氣體分離中的應用，充分展示了其化學性質穩定、耐高溫、機械強度高等優點。陶瓷膜和金屬膜亦可以是對稱或不對稱的，但制備方法完全不同。
❷ 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。
❸ 離子膜電解法的離子膜電解法
萊特.萊德又稱膜電槽電解法，是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和內陰極室，使電解容產品分開的方法。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。
經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室(圖1),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。
❹ 什麼是膜單元
本段回目錄
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）,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）: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/m2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/m2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。
❺ 陽離子交換膜作用
萊特來.萊德.離子交換膜是對離子具自有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,陽離子膜通常是磺酸型的,帶有固定基團和可解離的離子 如鈉型磺酸型:固定基團是磺酸根
解離離子是鈉離子，陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,他的高分子母體是不溶解的,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,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中,但在膜外我們通電通過電場作用,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,而陰離子因為同性排斥而不能通過,所以具有選擇透過性。
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。
❻ 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
❼ 對一個易引起誤解的科學名詞——「面電阻」的解釋
我們都知道,離子交換膜是高分子電解質,它與一般金屬導體一樣具有導電性能.在某種意義上,可將離子交換膜稱作離子導體.
通常從比較電阻率(也稱比電阻)的大小說明金屬的導電性能的優劣,電阻率低者,導電性好,而高者,導電性能差.對於離子交換膜,同樣也可以通過比較電阻率的大小來判斷它們導電性能的好壞.但由於不同牌號的離子交換膜的厚度各不相同,一時難以從電阻率的數值大小馬上就判斷出它們電阻,即導電性的大小來.為了比較各種膜的導電性能,因此引入「面電阻」的概念.
眾所周知,導體的電阻R與其長度L成正比,而與其橫截面積A成反比,比例系數ρ稱為電阻率(或比電阻),可以寫成R=ρ(L/ A),從該式可以得到RA=ρL.對於離子交換膜的厚度,即後式中的L,每種牌號的膜都是確定的,ρ也是確定的,這樣R·A也就確定了.我們把R·A即離子交換膜的電阻與其面積的乘積稱為面電阻,單位為Ψ·cm2.有了面電阻的數值後,就可直接比較各種膜的導電性能了.從面電阻的定義,一眼就能看出,面電阻相同的膜,其電阻值即導電性能是相同的,不管他們的電阻率和厚度如何不同,只要兩者的乘積相同就可以了(當然比較時是在相同使用面積的這個前題下).
對於同一種膜,不管面積的大小,面電阻都是一樣的,如1 m2與1 cm2膜的面電阻是一樣的,但它們的電阻不一樣,面積大者,電阻小,而面積小者,電阻大.1 m2膜的電阻為1 cm2膜的電阻的萬分之一,因為電阻與膜面積成反比.同一種類不同面積膜的電阻值就是將其面電阻除以面積的值.如一台由300對陰、陽膜組裝的電滲析器,其膜的電阻值可以這樣計算:已知陰膜的面電阻為10Ψ·cm2,陽膜為6Ψ·cm2,面積400 mm× 1 600 mm,則這台電滲析器的膜電阻為:
由此可知,對於大面積的電滲析器,由離子交換膜引起的電阻所佔比例不是很大的.
根據面電阻的公式RA=ρL,就可算出1 cm2膜的電阻恰恰就是該膜的面電阻,這樣就使人造成誤會,
把面電阻認作是單位膜面積的電阻了.面電阻在數值上等於單位膜面積時的電阻不應理解為就是單位膜面
積的電阻,如這樣理解,那麼10 cm2的膜的電阻應為1 cm2膜的10倍了,這顯然是錯誤的,因為導體的電阻
與其面積是成反比的.
最後,特別提醒讀者,面電阻的單位為Ψ·cm2,而不是Ψ/cm2.
(葛道才供稿)
❽ 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。
❾ 離子交換膜的性質
均相膜的電化學性能較為優良，但力學性能較差，常需其他纖維來增強。非均相膜的電化學性能比均相膜差，而力學性能較優，由於疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹脂之間粘結力弱，常存在縫隙而影響離子選擇透過性。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+>UO卂(這是什麼?)>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->
CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜電阻是與離子在膜中的淌度有關的一個數值，根據不同測定和計算方法可分成體積電阻和表面電阻。水在膜中的滲透率就是離子在透過膜時帶過去的水量。實用上水滲透率是膜的一個性能，其值愈大，在電滲析時水損失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠低於親水性高分子材料膜。
❿ 離子交換膜怎麼判斷
離子交換膜的實質是陰陽離子的電荷守恆。離子膜的一邊反應消耗陰離子就會從另一邊吸收陰離子使電荷守恆,陽離子也是一樣的道理。陰陽離子交換膜的判斷通過兩極反應式判斷你可以先把兩極反應式寫出來，再判斷。
離子交換膜的性能是多方面的,必須根據膜的電化學性能、化學性能和物理力學性能對膜進行綜合評價分析。
一般商品膜常提供以下性能指標:
1、交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數,其單位為mmol/g。一般交換容量高的膜，選擇透過性好，導電能力也強。但是由於活性基團一般具有親水性，因此當活性基團含量高時，膜內水分與溶脹度會隨之增大，從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過於疏鬆，而使膜的選擇性下降。一般膜的交換容量約為2－3mmol/g。
2、含水量指膜內與活性基團結合的內在水，經每克干膜所含水的克數表示（%）。含水量與其交換容量和交聯度有關。
3、導電性（膜電阻）一般用電導率（ω-1.cm-1）或電阻率（ω.cm）表示，也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻（ω.cm2）表示。
4、選擇透過性反映膜對不同離子的選擇透過能力，用離子遷移數（t）和膜的透過度（p）來表示。膜內離子遷移數即某一種離子在膜內的遷移量與全部離子在膜內的遷移量的比值。或者也可用離子遷移所帶電量之比來表示。對於理想的離子交換膜，反離子的遷移數為1，同名離子的遷移數為0.實際上由於各種因素的影響，反離子在膜內的實際遷移可能達到1。