单价选择性阴离子交换膜改性研究进展

总结了目前单价选择性阴离子交换膜在改性方面的研究进展,着重从掺杂改性、涂覆表面改性、电沉积表面改性及化学接枝表面改性四个方面详细阐述了提高阴离子交换膜单价选择性的方法,并分析了限制单价选择性阴离子交换膜发展的因素,最后指出明晰改性机理和拓展改性新方法是今后阴离子交换膜提升单价选择分离性能的发展方向。     

膜法电容去离子技术用于水溶液中单/多价阴离子的分离

将电容去离子技术(CDI)与单价阴离子选择性交换膜结合构建新型膜法电容去离子膜堆(PSMCDI),并探索其在单/多价阴离子分离中的应用。采用自制的测试装置,以Cl-/SO42-水溶液为模拟体系,并选择现有的两种商业化单价阴离子选择性交换膜(ASV和ACS)作为膜元件,系统地研究了各参数(PSMCDI种类、阴离子组成和浓度、pH、操作时间、电压和流速)对单价离子选择性的影响。结果表明,总阴离子去除量随着阴离子浓度的增加而增加,但是对于单价离子(Cl-)选择性降低。随着操作时间的增加,单价离子(Cl-)选择性也降低。对于ASV膜,在1.2 V的直流电压、10 min吸附时间和30 ml·min-1进料流速的条件下得到1.6的单价阴离子去除选择性。同时,在相同条件下,ACS膜的单价阴离子去除选择性为1.4。     

膜法电容去离子技术用于水溶液中单/多价阴离子的分离

将电容去离子技术（CDI）与单价阴离子选择性交换膜结合构建新型膜法电容去离子膜堆（PSMCDI）,并探索其在单/多价阴离子分离中的应用。采用自制的测试装置,以Cl^-/SO₄^2-水溶液为模拟体系,并选择现有的两种商业化单价阴离子选择性交换膜（ASV和ACS）作为膜元件,系统地研究了各参数（PSMCDI种类、阴离子组成和浓度、pH、操作时间、电压和流速）对单价离子选择性的影响。结果表明,总阴离子去除量随着阴离子浓度的增加而增加,但是对于单价离子（Cl^-）选择性降低。随着操作时间的增加,单价离子（Cl^-）选择性也降低。对于ASV膜,在1.2 V的直流电压、10 min吸附时间和30 ml·min^-1进料流速的条件下得到1.6的单价阴离子去除选择性。同时,在相同条件下,ACS膜的单价阴离子去除选择性为1.4。     

单价选择性电渗析处理酸性重金属废水应用研究

采用吡咯为改性材料,浸渍法为改性方法,通过对普通均相阳离子交换膜(CEM)进行膜表面改性,制备了单价选择性阳离子交换膜.同时将单价选择性电渗析工艺用于处理酸性重金属废水,考察了装置运行参数(电流密度与进水流量)和废水水质(酸度与重金属离子浓度)对酸性重金属废水中H+、Zn2+与Cd2+选择性分离的影响.结果表明:当电渗...     

阴离子交换膜改性及抗污染性能研究进展

电渗析技术应用于工业废水脱盐时,废水中有机物及其它杂质组分等会造成膜污染,进而影响脱盐性能。电渗析膜污染防治对促进电渗析在工业废水处理中的应用有重要意义。相比于阳离子交换膜,阴离子交换膜更易形成有机污染,且更严重。阴离子交换膜污染主要由腐殖酸、牛血清蛋白、阴离子表面活性剂等有机物造成,污染过程主要受静电作用、亲和作用和几何因素的影响。膜改性提高阴离子交换膜的抗污染性能是电渗析膜污染防治的有效方法,目前已有许多有关膜改性提高阴离子交换膜抗污染性能的报道。膜改性方法主要有化学改性法、等离子体改性法、表面涂覆改性法、电沉积改性法、自聚合改性法及改进基膜结构法等。本工作对阴离子交换膜改性及抗污染性能的研究进展进行了综述,对不同改性方法的优缺点进行了分析和评价。这些改性方法能提高阴膜表面的负电荷密度和亲水性、降低膜表面粗糙度和基膜含水率等,因此可以改善阴离子交换膜的抗污染性能。然而,目前研究获得的改性阴离子交换膜仍存在修饰层不稳定、抗污染性能不理想和性能测试不系统等缺点,需进一步优化改性方法、改性工艺、组分修饰及性能测试等,以获得抗污染性能稳定且效果良好的改性阴离子交换膜。     

Fe3+诱导聚多巴胺-聚乙烯亚胺电沉积制备单价选择性膜

仿生黏合剂聚多巴胺(polydopamine,PDA)与聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)共沉积是构建单价选择性分离层的有效方法。本实验通过浸泡预处理将Fe³⁺引入阳离子交换膜，并利用电场作用和Fe³⁺诱导PDA-PEI在膜面沉积改性。结果表明，该方法大大缩短了单价选择性膜的改性时间，制备了单价选择性阳离子交换膜。利用扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、红外光谱仪、zeta电位对制得的膜进行表征和性能测试，探讨了Fe³⁺浓度对改性膜性能的影响。表明随着Fe³⁺浓度的增加改性膜的膜电阻呈上升趋势，而表面荷正电性和选择性均呈先增加后降低的趋势。由于电场和Fe³⁺对多巴胺聚合过程的共同影响，当Fe³⁺的浓度为0.001mol/L时，改性膜Na⁺/Mg²⁺选择性高达12.8，并且具有较低的膜电阻和优异的稳定性。     

抗污染性能阴离子交换膜——21世纪初期研究进展及展望

综述了阴离子交换膜在抗污染性能方面的最新研究进展,从阴离子交换膜被污染的机理以及主要污染物质着手,介绍了国内外关于由腐殖酸、表面活性剂、蛋白质等造成的阴离子膜污染规律的最新研究,同时介绍了当前关于防止和缓解阴离子交换膜膜污染改性方法的研究进展,并展望抗污染性能阴离子交换膜的研究发展趋势。     

阴离子交换膜的研究进展

从阴离子交换膜的制备材料、制备方法以及阴离子交换膜表面改性分析3个方面概述了阴离子交换膜的研究进展:阴离子交换膜制备材料主要有壳聚糖类、聚砜类、苯醚类以及聚氟乙烯类;阴离子交换膜最常见的制备方法,一种是从单体出发聚合成基膜然后功能基化制备阴离子交换膜,另一种以聚合物为基材,通过相转化的方法制备基膜;对当前阴离子性能的改性主要集中于抗污染性、1价和2价离子分离、机械强度、化学稳定性等性能的改性。阴离子交换膜在燃料电池、污水处理等领域具有广泛的应用,其高性能、低成本、新型、绿色环保也是当前需要大力发展的材料。     

碱性燃料电池用阴离子交换膜的改性研究

阴离子交换膜(AEM)是碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFC)的关键部件之一,对碱性阴离子交换膜燃料电池的综合性能具有重要的影响。结构改性是提高阴离子交换膜性能的有效手段,文章综述了碱性燃料电池用阴离子交换膜的改性的一些研究成。     

聚苯乙烯磺酸钠对掺混聚偏氟乙烯阴离子交换膜的改性表征

聚苯乙烯磺酸钠（PSS）因含有强电离作用的负电荷基团（磺酸基团）可以和聚偏氟乙烯（PVDF）一起改性阴离子交换膜,使膜在提高稳定性的前提下,保证其他性能。本实验采用浸润改性法,用PSS浸润改性添加了PVDF的阴离子交换膜。探讨了PSS含量对膜性能的影响,如膜电阻、离子交换容量、含水率和选择透过性。利用红外光谱仪及扫描电子显微镜表征手段对膜表面性质和结构进行了分析。结果表明,当PSS含量增加时,膜面电阻先降低后升高,离子交换容量和含水率升高,离子选择透过性先升高后降低。虽然PVDF的添加使阴离子交换膜除稳定性外的其他性能下降,但PSS的浸润改性弥补了这一缺陷,这使得PSS与PVDF复合改性的阴离子交换膜具有一定的实用价值。     

车用燃料电池阴离子交换膜材料研究进展

介绍了车用燃料电池阴离子交换膜材料的研究进展和制备方法。阴离子交换膜材料可分为主链型、侧链型、超支化型及交联型。主链型阴离子交换膜材料耐热性能、力学性能和离子交换性能优异,但耐碱性较差;侧链型阴离子交换膜材料结构与性能易调控,耐碱性优异;超支化结构和交联结构能够赋予阴离子交换膜材料更高的耐水性、耐碱性、稳定性和离子传导性能。阴离子交换膜材料主要通过直接聚合法和后功能化法制备,两种方法优缺点各异,需根据实际情况进行选择。     

概述离子交换膜的发展及前景应用

离子交换膜因其在节能、环保方面的巨大优势,已经发展为未来研究的主要方向。离子交换膜的分类方法已经完善,但在制备方法、改性以及应用方面的研究一直是研究的重点方向,对阴离子交换膜、阳离子交换膜及其制备过程、表面改性和掺混改性过程的研究具有巨大经济价值,离子交换膜在水处理、电渗析和冶金方面的应用可以极大的节约能源,在环境保护方面也具有巨大应用前景。     

概述离子交换膜的发展及前景应用

离子交换膜因其在节能、环保方面的巨大优势,已经发展为未来研究的主要方向。离子交换膜的分类方法已经完善,但在制备方法、改性以及应用方面的研究一直是研究的重点方向,对阴离子交换膜、阳离子交换膜及其制备过程、表面改性和掺混改性过程的研究具有巨大经济价值,离子交换膜在水处理、电渗析和冶金方面的应用可以极大的节约能源,在环境保护方面也具有巨大应用前景。     

PPE的化学改性及在离子交换膜中的应用

介绍了聚苯醚(PPE)在化学改性方面的研究进展,简述了各种封端剂对低分子量PPE进行封端改性,重点描述了使用溴化、磺化等对PPE功能化改性,指出了目前将PPE由热塑性树脂向热固性树脂改性的发展方向,并对改性的PPE在阴离子交换膜中的应用进行了总结,得出了控制好吸水率、离子交换能力与力学性能的平衡是制备阴离子膜的关键.分...     

PVDF阳离子交换合金膜聚苯胺浸润法改性

利用掺杂态聚苯胺(PANI)所具备的导电性,以及它可提供交换能力的性质,采用浸润法对以聚合热压法制备的PVDF阳离子交换合金膜进行改性。采用FT-IR和SEM对改性产品进行了表征,并分析了改性产品的性能。结果表明,通过浸润法在PVDF阳离子交换合金膜表面成功引入了聚苯胺颗粒;改性后的PVDF阳离子交换合金膜的交换容量、含水率以及电导率相比改性前均有明显提高。     

基于聚苯醚的阴离子交换膜研究进展

概述了基于聚苯醚(PPO)的阴离子交换膜的电导率问题,介绍了基于PPO的阴离子交换膜的耐碱性问题,并从主链、功能基团和硅烷偶联剂的结构3个方面综合分析了其对阴离子交换膜性能的影响,提出了相应的解决方法。     

导电聚合物改性阳离子交换膜提高一价离子选择性

对近年来导电聚合物改性阳离子交换膜的研究进行了综述和分析。导电电子聚合物与离子交换膜合成复合材料,在电渗析过程中增强离子的选择性。离子交换膜电渗析最重要的一个应用是从湿法冶金废酸液和电镀废水中回收强酸,这些过程的溶液通常含有多价金属离子,因此需要使用能优先选择透过一价阳离子的特定阳离子交换膜。而在电渗析法海水浓缩时,只有优先通过一价离子,阻止二价离子通过,才能有效提高脱盐率和电流效率,避免形成硫酸钙沉淀,以减轻膜污染和保证电渗析器长期稳定运行。显然,实现上述两个过程要求的一个有效途径是赋予阳离子交换膜一价离子选择性。因此,研究提高阳离子交换膜对阳离子间选择性的各种改性方法很重要。     

二氧化硅改性Nafion117阳离子交换膜的性能研究

Nafion阳离子交换膜以其优秀的机械和离子选择性能得到广泛应用,而在强酸性条件下,虽然比其他类型阳离子交换膜仍有着明显的优势,但其性能却已明显降低。针对这一问题,采用了正硅酸乙酯对其进行改性处理,并对改性后膜的性能进行了研究。通过对离子交换容量、离子选择透过性、含水率的测试,发现在交换容量和含水率变化不大的情况下,对氯离子的阻挡效果得到了明显的改善,在最优的改性条件下较原膜提高了53.8%。     

燃料电池用质子交换膜材料的磺化改性研究

综述了燃料电池用质子交换膜材料在开发应用中的主要改性方法--磺化法的研究进展.重点介绍了聚合物的直接磺化法和磺化单体的共聚合法,并对这两种磺化方法做了较为详细的比较,讨论了两种方法制得的改性膜材料的结构和性能,同时对其在质子交换膜膜材料探索研究中的应用提出了展望.     

聚乙烯中空纤维离子交换膜的制备及应用进展

介绍了聚乙烯中空纤维阴离子交换膜、阳离子交换膜以及两性离子交换膜的制备方法和制备过程.首先采用光束或γ射线照射聚乙烯中空纤维膜表面产生自由基,然后改性单体与自由基反应引入预功能化基团,最后反应试剂与预功能基团进行化学反应制得中空纤维离子交换膜.同时,对制得的中空纤维离子交换膜在蛋白质分离、金属离子去除及酶固定反应方面的...