① 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。
② 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。
③ 離子交換膜為什麼有選擇透過性
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、伯胺基、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
④ 離子交換膜的原理,它有分類嗎還是什麼樣的離子都可通過
選擇性離子交換膜(簡稱離子交換膜)的是用離子交換樹脂製成的;也稱電滲析膜。它有陰、陽離子交換膜之分。陰離子只能通過陰離子交換膜,陽。。。。。
⑤ 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。
⑥ 陰離子交換膜的介紹
陰離子交換膜是一類含有鹼性活性基團,對陰離子具有選擇透過性的高分子聚合物膜,也稱為離子選擇透過性膜。陰離子交換膜由三個部分構成:帶固定基團的聚合物主鏈即高分子基體(也稱基膜)、荷正電的活性基團(即陽離子)以及活性基團上可以自由移動的陰離子,如圖所示。