❶ 离子交换膜的类型
材料：有机膜、无机膜
结构：对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、复合膜
形状：平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷式
分离机理： 扩散性膜 、离子交换膜、选择性膜、非选择性膜
分离过程：反渗透膜、渗透膜、气体分离膜、电渗析膜、渗析膜、渗透蒸发膜
孔径大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜
分离膜由高分子、金属、陶瓷等材料制造，以高分子材料居多，按其物态又可分为固膜、液膜与气膜三类。气膜分离尚处于实验研究中，液膜已有中试规模的工业应用，主要用于废水处理中。
目前大规模工业应用的多为固膜，固膜主要以高分子合成膜为主，高分子膜可制成致密的或多孔的、对称的或不对称的。
近年来，无机陶瓷膜材料发展迅猛并进入工业应用，尤其是在微滤、超滤及膜催化反应及高温气体分离中的应用，充分展示了其化学性质稳定、耐高温、机械强度高等优点。陶瓷膜和金属膜亦可以是对称或不对称的，但制备方法完全不同。
❷ 离子交换膜的两个作用
1、离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。2、离子交换膜也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。此外，在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中，也都采用离子交换膜。
离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜（也有无机离子交换股，但其使用尚不普通）。它与离子交换树脂相似，都是在高分子骨架上连接一个活性基团，但作用机理和方式、效果都有不同之处。当前市场上离子交换膜种类繁多，也没有统一的分类方法。一般按膜的宏观结构分为三大类：
1.非均相离子交换膜。由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合剂中，因而其化学结构是不均匀的。
2.均相离子交换膜。均相离子交换膜系将活性基团引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构，本身是均匀的。其化学结构均匀，孔隙小，膜电阻小，不易渗漏，电化学性能优良，在生产中应用广泛。但制作复杂，机械强度较低。
3.半均相离子交换膜。也是将活性基团引入高分子支持物制成的。但两者不形成化学结合，其性能介于均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。
此外，离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。
❸ 离子膜电解法的离子膜电解法
莱特.莱德又称膜电槽电解法，是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和内阴极室，使电解容产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂(见离子交换剂)的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过，以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。
经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室(图1),钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动，进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠，同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制，基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后，剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯，固体盐重饱和以及精制后，返回阳极室，构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品，一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量，又能带走电解槽内部产生的热量。
❹ 什么是膜单元
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又称膜电槽电解法，是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂（见离子交换剂）的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过，以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。这项技术已经用于氯碱的生产,海水和苦咸水的淡化，工业用水和超纯水的制备,酶、维生素与氨基酸等药品的精制，电镀废液的回收，放射性废水的处理等方面，其中应用最广泛、成效最显著的是氯碱工业。在氯碱工业中，利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液来制造氯气、氢气和高纯度的烧碱（氢氧化钠）或氢氧化钾。1975年日本旭化成工业公司制成全氟羧酸型离子交换膜，首先实现离子膜电解法制烧碱，同年日本实现工业化生产。
工艺流程 经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室（图1）,钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动，进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠，同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制，基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后，剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯，固体盐重饱和以及精制后，返回阳极室，构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品，一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量，又能带走电解槽内部产生的热量。
离子膜电解槽 根据供电方式的不同，分为复极式和单极式两种。复极式电解槽的各单元电解槽串联相接，电解槽的总电压为各个单元电解槽的电压之和；电路中各台电解槽并联。单极式电解槽的各单元电解槽并联相接，电解槽的总电流为各个单元电解槽的电流之和；电路中各台电解槽串联。有的离子膜电解槽为板式压滤机型结构（图2）:在长方形的金属框内有爆炸复合的钛－钢薄板隔开阳极室和阴极室，拉网状的带有活性涂层的金属阳极和阴极分别焊接在隔板两侧的肋片上，离子膜夹在阴阳两极之间构成一个单元电解槽。大约 100个左右的单元电解槽由液压装置组成一台电解器。另外，还有类似板式换热器的结构，由冲压的轻型钛板阳极、离子膜和冲压的镍板阴极夹在一起，构成单元电解槽。若干个单元电解槽夹在两块端板之间组成一台电解槽。
离子交换膜 侧链上带有磺酸基和（或）羧酸基等阴离子官能团的全氟聚合物制成的薄膜。对离子膜的要求：①阳离子选择透过性好；②电解质扩散率低；③较高的化学稳定性和热稳定性；④机械强度高，不易变形；⑤电阻小。现代阳离子交换膜大多为聚氟烃织物增强的全氟磺酸－全氟羧酸复合膜。面向阳极的一侧为电阻较小的磺酸基；面向阴极的一侧为含水量低的羧酸基，能抑制氢氧离子向阳极室移动而提高电流效率，有的还处理成为粗糙的表面，或附有微孔状无机物薄膜，以增加全氟羧酸膜的亲水性，减少氢气泡在膜表面上的滞留。这种膜适用于两极间距极小的所谓“零”极距或“膜”间隙的离子交换膜电解槽。
特点 ①总能耗最低（与隔膜电解法和水银电解法相比），在4000A/m2电流密度下，每吨烧碱的直流电耗为7.56～7.92GJ(2100～2200kWh)；②烧碱纯度高,50％的氢氧化钠碱液，含氯化钠50～60ppm;③无水银或石棉污染环境的问题；④操作、控制都比较容易；⑤适应负荷变化的能力较大；⑥要求用高质量的盐水；⑦离子膜的价格比较昂贵。
现状和展望 80年代初，先进的离子膜可在 4000A/m2的电流密度下运转,电流效率为95％～96％;可以直接生产浓度为35％的氢氧化钠，离子膜的使用寿命约为2年。由于离子膜法具有较多的优点,今后新建的氯碱生产装置一般将采用离子膜法。现有的水银法或隔膜法氯碱厂也会有一部分在技术改造时转换为离子膜法。
❺ 阳离子交换膜作用
莱特来.莱德.离子交换膜是对离子具自有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,阳离子膜通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子 如钠型磺酸型:固定基团是磺酸根
解离离子是钠离子，阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的磺酸集团带有负电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有亲水性由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
在新型电能转换装置中使用的阴离子交换膜不仅起着隔离氧化剂和还原剂的作用，而且还具有离子传导作用。所以阴离子交换膜需要具有较高的离子选择透过性以及电导率，同时还应该具有良好的力学强度、柔韧性能，具有较低的膜电阻以及较强的化学稳定性。
❻ 阳离子交换膜的作用
1、可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。
2、也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。
3、在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中，也都采用离子交换膜。
4、离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位，它对仿生膜研究也将起重要作用
❼ 对一个易引起误解的科学名词——“面电阻”的解释
我们都知道,离子交换膜是高分子电解质,它与一般金属导体一样具有导电性能.在某种意义上,可将离子交换膜称作离子导体.
通常从比较电阻率(也称比电阻)的大小说明金属的导电性能的优劣,电阻率低者,导电性好,而高者,导电性能差.对于离子交换膜,同样也可以通过比较电阻率的大小来判断它们导电性能的好坏.但由于不同牌号的离子交换膜的厚度各不相同,一时难以从电阻率的数值大小马上就判断出它们电阻,即导电性的大小来.为了比较各种膜的导电性能,因此引入“面电阻”的概念.
众所周知,导体的电阻R与其长度L成正比,而与其横截面积A成反比,比例系数ρ称为电阻率(或比电阻),可以写成R=ρ(L/ A),从该式可以得到RA=ρL.对于离子交换膜的厚度,即后式中的L,每种牌号的膜都是确定的,ρ也是确定的,这样R·A也就确定了.我们把R·A即离子交换膜的电阻与其面积的乘积称为面电阻,单位为Ψ·cm2.有了面电阻的数值后,就可直接比较各种膜的导电性能了.从面电阻的定义,一眼就能看出,面电阻相同的膜,其电阻值即导电性能是相同的,不管他们的电阻率和厚度如何不同,只要两者的乘积相同就可以了(当然比较时是在相同使用面积的这个前题下).
对于同一种膜,不管面积的大小,面电阻都是一样的,如1 m2与1 cm2膜的面电阻是一样的,但它们的电阻不一样,面积大者,电阻小,而面积小者,电阻大.1 m2膜的电阻为1 cm2膜的电阻的万分之一,因为电阻与膜面积成反比.同一种类不同面积膜的电阻值就是将其面电阻除以面积的值.如一台由300对阴、阳膜组装的电渗析器,其膜的电阻值可以这样计算:已知阴膜的面电阻为10Ψ·cm2,阳膜为6Ψ·cm2,面积400 mm× 1 600 mm,则这台电渗析器的膜电阻为:
由此可知,对于大面积的电渗析器,由离子交换膜引起的电阻所占比例不是很大的.
根据面电阻的公式RA=ρL,就可算出1 cm2膜的电阻恰恰就是该膜的面电阻,这样就使人造成误会,
把面电阻认作是单位膜面积的电阻了.面电阻在数值上等于单位膜面积时的电阻不应理解为就是单位膜面
积的电阻,如这样理解,那么10 cm2的膜的电阻应为1 cm2膜的10倍了,这显然是错误的,因为导体的电阻
与其面积是成反比的.
最后,特别提醒读者,面电阻的单位为Ψ·cm2,而不是Ψ/cm2.
(葛道才供稿)
❽ 离子交换膜的特点是什么
1）离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。2）离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。3）离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为： Li+＞Na+＞NH4+＞K+＞Rb+＞Cs+＞Ag+＞ Tl+＞Mg2+＞Zn2+＞Co2+＞Cd2+＞ Ni2+＞Ca2+＞Sr2+＞Pb2+＞Ba2+ 阴离子在阴膜中透过性次序为： F-＞CH3COO-＞HCOO-＞Cl-＞SCN-＞Br-＞ CrO4-＞NO3-＞I-＞(COO)2-(草酸根)＞SO42-4）离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。
❾ 离子交换膜的性质
均相膜的电化学性能较为优良，但力学性能较差，常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差，而力学性能较优，由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱，常存在缝隙而影响离子选择透过性。离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为：
Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+>
Tl+>UO卂(这是什么?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+>
Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+阴离子在阴膜中透过性次序为：
F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br->
CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值，根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能，其值愈大，在电渗析时水损失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。
❿ 离子交换膜怎么判断
离子交换膜的实质是阴阳离子的电荷守恒。离子膜的一边反应消耗阴离子就会从另一边吸收阴离子使电荷守恒,阳离子也是一样的道理。阴阳离子交换膜的判断通过两极反应式判断你可以先把两极反应式写出来，再判断。
离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。
一般商品膜常提供以下性能指标:
1、交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数,其单位为mmol/g。一般交换容量高的膜，选择透过性好，导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性，因此当活性基团含量高时，膜内水分与溶胀度会随之增大，从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松，而使膜的选择性下降。一般膜的交换容量约为2－3mmol/g。
2、含水量指膜内与活性基团结合的内在水，经每克干膜所含水的克数表示（%）。含水量与其交换容量和交联度有关。
3、导电性（膜电阻）一般用电导率（ω-1.cm-1）或电阻率（ω.cm）表示，也常用膜面电阻即单位膜面积的电阻（ω.cm2）表示。
4、选择透过性反映膜对不同离子的选择透过能力，用离子迁移数（t）和膜的透过度（p）来表示。膜内离子迁移数即某一种离子在膜内的迁移量与全部离子在膜内的迁移量的比值。或者也可用离子迁移所带电量之比来表示。对于理想的离子交换膜，反离子的迁移数为1，同名离子的迁移数为0.实际上由于各种因素的影响，反离子在膜内的实际迁移可能达到1。