离子交换膜电阻测定

㈠ 氯碱工业中阳离子交换膜的作用是什么

阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜，通常是磺酸型的，带有固定基团和可解离的离子，如钠链饥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，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。

(1)离子交换膜电阻测定扩展阅读

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基拆能比均相膜差，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_（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_>NO_>I->(COO)_(草酸根)>SO_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搏唤枣低于亲水性高分子材料膜。

参考资料来源：网络-阳离子交换膜

参考资料来源：网络-离子交换膜

㈡ 离子交换膜的性能指标

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（%）。的含水量与其交换容量和交联度有关，如上所说，随着交换容量提高，含水量增加。交联度大的膜由于膜结构，含水量也会相应降低。提高膜的含水量，可使膜的导电能力增加，但由于膜的溶胀会合螈选择性下降，一般膜的含水量约为20%－40%左右。3、导电性（膜电阻）一般用电导率（Ω.cm）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.cm）表示。对电阻的表示因用途而异。一般讲，在不影响其他性能的情况下电阻越小越好，以降低电能消耗。膜电阻与膜结构和膜厚度有关，此外还与外界溶液及温度有关。通常规定25C，于0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中测定的膜电导作为比较标准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。有两种方法可以得到膜的离子迁移数， 一是膜电位法，将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位，再由膜电位计算迁移数。另一种方法是，在外加直流电场下，在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。一般要求，实用的离子交换膜透过度大于85%，反离子迁移数大于0.9，并希望在高浓度电解质中仍有良好的选择透过性。5、机械强度膜的机械强度包括膜的爆破强度和抗拉强度以及抗弯强度和柔韧性能。爆破强度是指膜受到垂直方向的压力时， 所能承受的最高压力，采用水压爆破法测定，以单位面积上所受压力表示（MPa），它是表明膜的机械强度的重要指标。抗拉强度是指膜受到平等方向的拉力时，所能宾最高拉力，以单位面积上所受接力表示（MPa）。膜的机械强度主要决定地的化学结构、增强材料等。增强的交联度可提高膜的机械强度，而增设交换容量和含水量会使强度下降。一般使用膜的尖大于0.3MPa。6、膨胀性能（尺寸稳定性）膜有膨胀和收缩应尽量小而且均匀。否则既会带来组装的，而且还将造成压头损失增大、漏水、漏电和电流率下降等不良现象。7、化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能

㈢ 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)

㈣ 离子交换膜水能不能通过

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＞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 离子交换膜
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

㈤ 离子交换膜基本原理及应用的目录

基本原理卷
第章离子交换膜的制备方法
1.1离子交换膜的发明
1.2夹层法
1.3胶乳法
1.4块状聚合法
1.5涂浆法
1.6辐照接枝聚合法
1.7非均相膜
参考文献
第2章膜性能的测定
2.1膜的取样和预处理
2.2电阻
2.3离子交换容量和含水量
2.4迁移数
2.5溶质透过系数
2.6电渗透系数
2.7水透过系数
2.8溶胀比
2.9机械强度
2.10电渗析
参考文献
第3章膜的特性和迁移现象
3.1具有不同电荷符号离子之间的选择透过性
3.2具有相同电荷符号离子之间的选择透过性
3.3电导
3.4膜电位
3.5浓差扩散
3.6降低两价离子透过性的机理
3.7关于膜处理对降低两价离子透过性的研究
参考文献
第4章Teorell、Meyer和Sievers理论（TMS理论）
4.1膜电位
4.2扩散系数
4.3电导
4.4迁移数
参考文献
第5章不可逆过程热力学
5.1唯象方程和唯象系数
5.2反射系数
5.3电渗析现象
5.4电渗析法分离盐和水
参考文献
第6章总传质过程
6.1总膜对的特性和通过膜对的传质
6.2总传质方程和唯象方程
6.3反射系数σ、水力传导度LP和溶质透过率ω
6.4压力反射系数和浓度反射系数：切断电流概念
6.5不可逆过程热力学的膜对特性
参考文献
第7章浓差极化现象
7.1电流?电压关系
7.2浓差极化电位
7.3计时电位法
7.4折射率
7.5自然对流
7.6波动
7.7超极限电流
7.8边界层的传质
7.9在离子交换膜浓缩表面上的浓差极化
参考文献
第8章水解离
8.1电流?pH关系
8.2扩散模型
8.3排斥区
8.4膜表面电位
8.5Wien效应
8.6质子化和去质子化反应
8.7镁离子的水解
8.8关于水解离的实验研究
8.9在海水电渗析中出现的水解离
8.10水解离的机理
参考文献
第9章电流密度分布
9.1在电渗析器中电流密度的分布
9.2环绕绝缘体和电流屏蔽的电流密度分布
参考文献
第10章水力学
10.1溶液流动和I-V曲线
10.2隔板对溶液流动的影响（理论的）
10.3隔板对溶液流动的影响（实验的）
10.4在流道内的局部流动分布
10.5溶液流动对极限电流密度和在流道内静压头损失的影响
10.6空气泡清洁法
10.7隔板的摩擦因子和每个脱盐室的溶液分布
10.8电渗析器中管道内的压力分布
参考文献
第11章极限电流密度
11.1浓差极化、水解离和极限电流密度
11.2扩散层和边界层
11.3由Nernst-Planck方程推得的极限电流密度方程
11.4极限电流密度对电解质浓度和溶液速度的依赖性
11.5基于脱盐室中传质的极限电流密度分析
11.6在膜堆中脱盐室之间溶液速度分布
11.7电渗析器的极限电流密度
参考文献
第12章泄漏
12.1漏电
12.2漏液
参考文献
第13章能耗
13.1在电渗析系统中的能量要求
13.2在膜堆中的能耗
参考文献
第14章膜恶化
14.1膜的性能随着运行时间而变化
14.2表面污染
14.3有机污染
参考文献
应用卷
第15章电渗析
15.1技术概览
15.2电渗析器
15.3电渗析流程
15.4能耗和最佳电流密度
15.5周边的技术
15.6实践
参考文献
第16章倒极电渗析
16.1技术概览
16.2隔板
16.3水的回收率
16.4垢形成的防止
16.5抗有机污染
16.6在膜面上胶体沉积的形成及其除去
16.7硝酸盐和亚硝酸盐的除去
16.8实践
参考文献
第17章双极膜电渗析
17.1技术概览
17.2双极膜的制备
17.3双极膜的性能
17.4实践
参考文献
第18章电去离子
18.1技术概览
18.2EDI系统中的传质
18.3EDI装置的结构和能耗
18.4在EDI过程中的水解离
18.5在EDI过程中弱电离组分的除去
18.6实践
参考文献
第19章电解
19.1技术概览
19.2离子交换膜
19.3在电解系统中的物料流动和电极反应
19.4电解器及其性能
19.5在电解过程中盐水的纯化
参考文献
第20章扩散渗析
20.1技术概览
20.2在扩散渗析中的迁移现象
20.3扩散渗析器及其运行
20.4实践
参考文献
第21章Donnan渗析
21.1技术概览
21.2在Donnan渗析中的质量迁移
21.3实践
参考文献
第22章能量转换
22.1渗析电池
22.2氧化还原流动电池
22.3燃料电池
参考文献

㈥ 离子交换色谱法的原理，装置及应用

原理：
离子交换色谱（ion exchange chromatography，IEC）以离子交换树脂作为固定相，树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团。当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时，组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离。

装置：
（1）分离柱 装有离子交换树脂，如阳离子交换树脂、阴离子交换树脂或螯合离子交换树脂。为了减小扩散阻力，提高色谱分离效率，要使用均匀粒度的小球形树脂。最常用的阳离子交换树脂是在有机聚合物分子（如苯乙烯－二乙烯基苯共聚物）上连接磺酸基官能团（─SO3─）。最常用的阴离子交换剂是在有机聚合物分子上连接季铵官能团(─NH4)。这些都是常规高交换容量的离子交换树脂，由于它们的传质速度低，使柱效和分离速度都低。C.霍瓦特描述了一种薄膜阴离子交换树脂，它是在苯乙烯－二乙烯基苯共聚物核心上沉淀一薄层阴离子交换树脂，就象鸡蛋有一薄层外皮那样，离子交换反应只在外皮上进行,因此缩短了扩散的路径,所以离子交换速度高，传质快，提高了柱效。同样，在小颗粒多孔硅胶上涂一薄层离子交换材料也可得到相同类型的树脂。螯合离子交换树脂具有络合某些金属离子而同时排斥另一些金属离子的能力，因此这种树脂具有很高的选择性。除了离子交换柱外，其他高效液相色谱柱也可用于分离离子。
（2）抑制柱和柱后衍生作用 常用的检测器不仅能检测样品离子，而且也对移动相中的离子有响应，所以必须消除移动相离子的干扰。在离子色谱中，消除(抑制)移动相离子干扰的常用方法有两种。
①抑制反应，用抑制反应来改变移动相，使移动相离子不被检测器测出。离子色谱通常使用电导检测器。在抑制反应中??缍匝衾胱佣?裕?把高电导率移动相的氢氧化物转变成水,而样品离子则转变成它们相应的酸：
NaOH+H+─→Na++H2O
NaX+H+─→HX+Na+
在装有强酸性阳离子交换树脂的柱中进行抑制反应，使用一段时间后，这种树脂就需要再生，很不方便。改用连接有磺酸基(─SO3H)的离子交换膜(阳离子交换膜)或用连接有铵基(─NH4)的离子交换膜(阴离子交换膜)，就可以连续进行抑制反应。例如，阳离子交换膜可使阳离子通过它扩散过去，而阴离子则不能扩散过去。
1981年，T.S.史蒂文斯和斯莫尔等报道了中空纤维抑制法。这种纤维是由阳离子交换膜材料拉制而成。用这种方法不仅不需要再生抑制柱而且减小了峰的加宽，提高了柱效。一种比较新的膜技术是加一电场以加速离子的传递，该法与中空纤维法比较，其优点是反应时间短、交换能力高，并且可以用于阳离子和阴离子两者。
②柱后衍生作用，将从柱子流出的洗出液与对被测物有特效作用的试剂相混合，在一反应器中生成带色的络合物（见配位化合物）。对衍生试剂最重要的要求是它们与被测物能生成络合物，但不与移动相生成络合物。柱后衍生法能用于测定重金属离子，所用的衍生试剂有茜素红S等。
（3）检测器 分为通用型和专用型。通用型检测器对存在于检测池中的所有离子都有响应。离子色谱中最常用的电导检测器就是通用型的一种。紫外－可见分光光度计是专用型的检测器，对离子具有选择性响应。可变波长紫外检测器与电导检测器联用,能帮助鉴定未知峰,分辨重叠峰和提供电导检测器不能测定的阴离子，如硫化物及亚砷酸中的阴离子的检测。
在离子色谱中，电导检测法总是和抑制反应配合使用。这种检测器对分子不响应，如水、乙醇或者不离解的弱酸分子等。对于电导检测器，一个重要的条件是温度要稳定，所以检测池要放在恒温箱中，1982年H.萨托设计一种双示差电导检测器，消除了温度变化对检测的影响，可测定10-9摩尔的阴离子。

应用：
离子色谱主要用于测定各种离子的含量，特别适于测定水溶液中低浓度的阴离子，例如饮用水水质分析，高纯水的离子分析，矿泉水、雨水、各种废水和电厂水的分析，纸浆和漂白液的分析，食品分析，生物体液(尿和血等)中的离子测定，以及钢铁工业、环境保护等方面的应用。离子色谱能测定下列类型的离子：有机阴离子、碱金属、碱土金属、重金属、稀土离子和有机酸,以及胺和铵盐等。

㈦ 膜面电阻是什么意思

Ω·cm2是体积电阻率
平行材料中电流方向的电位梯度电流密度之比

㈧ 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。

㈨ 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。

㈩ 衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些

衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些?

电渗析法的关键在于电渗析器的性能，而电渗析器性能的关键又取决于离子交换膜的性能。离子交换膜性能的具体衡量指标有以下几方面。

(1)膜的选择透过性指标膜的选择透过性是离子交换膜最重要的性能，可用迁移数和膜电λ来表征膜的选择透过性。极端情况下，理想膜只允许反离子通过，不允许同离子通过，即此时反离子的迁移数为1，同离子的迁移数为零。因此可用迁移数定量地表示膜的选择透过性。

用离子交换膜分隔两种浓度不同的电解质溶液，横跨膜的电λ差就是膜电λ。膜电λ的大小取决于膜的离子选择透过性和膜两侧溶液的浓度差。因此，在一定的浓差及温度下，可以用膜电λ表征膜的选择透过性。

(2)交换容量 指单λ膜样品中所含活性基团的数量。通常以单λ干重(g)的膜所含可交换离子的物质的量(mm01)表示。膜的选择透过性及导电性能均与膜的交换容量大小相关。膜的交换容量一般在1～3mmol／g干膜。

(3)导电性膜的导电性可以用电阻率、电导率或面电阻表示。面电阻是指单λ膜面积所具有的电阻，单λa／cm2膜。完全干燥的膜基本不导电，膜的导电性能是由含水膜中的电解质溶液实现的，因此膜的导电性与溶液及膜中的离子种类、浓度以及溶液温度、膜自身的特性等相关，通常要求膜的导电能力应大于溶液的导电能力。

(4)含水率它表示湿膜中所含水的百分数(可以单λ质量干膜或湿膜计)。含水率与膜的活性基团数量、交联度以及电解质溶液的离子种类、平衡浓度相关。其数值通常在30 9／6～50％范Χ。

(5)厚度膜的厚度与膜电阻和机械强度相关。在保证一定机械强度的前提下，膜越薄，其电阻就越小，导电性能也就越好。通常异相膜的厚度约1mm，均相膜厚度约0．2～0．6mm，最薄的为O．015mm。
(6)破裂强度 膜在实际应用中所能承受的最大垂直压力。破裂强度是衡量膜的机械强度的重要指标之一。在电渗析器操作中，膜两侧所受到的流体压力不可能相等，因此膜必须具备足够的机械强度，以免因膜的破裂造成浓室和淡室贯通而使电渗析器无法运行。国产膜的破裂强度为0．3～1．0MPa。