电去离子(EDI)过程水解离机理的研究(Ⅳ)ED和EDI过程水解离的差异性比较

ED和EDI过程中水的解离,在本质上均与高电势梯度有关,发生水解离时电势梯度的数量级为108V/m.在ED过程中,理论上阳膜先于阴膜发生浓差极化,但阳膜的极化与水解离在极化发生之后就受到膜面ζ-电位的制约,使得阳膜水解离反而远远滞后于阴膜.通过实验对EDI过程的水解离有了进一步的了解,并作了进一步分析,同时与ED过程的水解离现象作了对比.认为在EDI的淡水室内,填充的树脂使得不能形成具有抑制水解离效应的ζ-电位,从而阳膜先于阴膜发生水解离,且阴阳膜的水解离因更严重的浓差极化而更为剧烈.     

电去离子过程水解离机理的研究(Ⅲ)阴膜和阴树脂的降解对水解离的影响

通过对离子交换树脂与膜的污染与降解的分析,认为在常规的ED（电渗析）过程中,导致阴膜电阻增大并进一步诱发阴膜异常极化和水解离的主要因素是膜污染;而在电去离子（EDI）过程中,导致膜对电阻增大的主要因素则是阴膜和阴树脂的持续降解．根据弱碱性的叔胺化合物对阴离子交换膜的催化效应理论,对EDI过程浓缩水pH的演变认为阴膜和阴树脂一定范围内的逐渐降解过程,对应着其催化水解离反应逐渐加强的过程．此外,实验测定了EDI过程中阴阳离子交换膜的面电阻的变化情况,确证了阴膜降解反应的存在。     

电去离子(EDI)过程水解离机理的研究(Ⅱ)特征曲线的形成机理

在不同的工作阶段下,EDI过程特征曲线的形态均有所差异,主要表现在膜堆电流的减小和浓缩水pH的持续回升．从离子交换树脂和膜材料的角度出发,分析认为其原因主要在于过程中自然发生的,程度逐渐加强的阴膜和阴树脂的降解,此外,稳定工况下的V-I、pH-I特征曲线已不能形象和灵敏地表征EDI过程的工作状态,并提出了3种更实用的特征曲线概念用于EDI过程的表征、     

电去离子过程水解离的基本特征

通过考察EDI膜堆由非稳态到稳态的过程中浓水电导率的变化规律以及处于稳态条件下的V—I特性曲线，探讨EDI过程水解离的基本特征．研究表明，在膜堆内部离子一旦发生定向迁移，在树脂表面水界面层中就会形成较高的电势梯度，引起水的解离，而且在高电流密度下，淡室中离子交换膜表面水界面层也会发生水解离．     

电去离子(EDI)过程的水解离动力学分析

基于Nernst-Planck方程建立了EDI过程的传质动力学微分方程.根据此传质模型方程获知,EDI过程中在阴阳离子交换膜/树脂表面与溶液接触的界面层中发生的水解离的差异性,是在于离子交换界面电势梯度的差异,而这种差异又与膜和树脂的结构、性能以及阴阳离子在水溶液中的迁移数的差异有关.     

树脂分层填充EDI膜堆实验研究

介绍了阴、阳离子交换树脂分层填充EDI膜堆的特征,考察了一级两段式膜堆每段填充层数对EDI过程的影响.实验表明:每段填充2和16层的膜堆,在稳态条件下运行的电压一电流密度曲线呈现出一定的规律性;EDI膜堆浓水pH值随电流密度增加先下降后升高,最后稳定在碱性范围;两个膜堆均能在一定条件下持续、稳定生产17 MΩ·cm以上高纯水.最终,当两个膜堆在120 V下达到稳态运行时,填充的阴、阳树脂均具有一定的再生程度.     

电去离子过程脱除低浓度铜离子的研究

采用一级两段的膜堆,以模拟废水为对象,考察了电去离子(EDI)过程脱除低浓度铜离子的性能,为开发一种更环保更经济的重金属废水处理技术提供理论与实验基础.研究证实,脱除铜离子的EDI存在"增强传质"和"电再生"两种模式.在"增强传质"模式操作时,淡室的树脂保持为盐型,阴膜的浓室侧表面无结垢产生.在"电再生"模式下,树脂被水解离产生的H 和OH-所再生,EDI可将铜离子从 50mg/L 左右脱除至火焰原子吸收分光光度法无法检出,同时在阴膜浓室侧表面形成黑色的CuO结垢.选择适当的膜堆形式和工艺条件能够防止结垢,获得一个连续稳定的EDI过程.     

Si_3N_4/BN_(f)复合材料的相界面

本文借助高分辨电子显微镜研究了Si3N4／BN（f）复合材料的相界面,研究发现，BN纤维的两端与基体结合牢固，界面不易解离，材料断裂过程中纤维很难拔出．材料的韧性主要通过BN纤维自身（001）面上的滑移、撕裂和弯曲以及BN纤维的侧表面与Si3N4颗粒的界面上的解离等途径得以提高．     

静电纺丝法制备PVA-SA-CuTsPc纳米纤维改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜

分别用Fe3+离子和戊二醛作为交联剂对羧甲基纤维素钠(CMC)-聚乙烯醇(PVA)阳膜层和壳聚糖(CS)-聚乙烯醇阴膜层进行改性,利用静电纺丝法制备聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)-四磺酸基铜酞菁(CuTsPc)纳米纤维纺丝,引入中间界面层,制备CMC-PVA/PVA-SA-CuTsPc/CS-PVA双极膜(BPM),并用扫描电镜、接触角测定仪,电流密度-槽电压关系曲线、交流阻抗谱等对制备的双极膜进行了表征。研究结果表明,经PVA-SA-CuTsPc纳米纤维纺丝改性后,CMC-PVA阳膜表面亲水性增强,双极膜的中间界面层水解离效率提高,膜阻抗和槽电压下降。当电流密度为90 mA/cm2时,CMC-PVA/PVA-SA-CuTsPc/CS-PVA(w(CuTsPc)=3.0%)双极膜的电阻压降(即膜IR降)仅为0.5 V。     

固定基团种类对双极膜性能的影响

聚苯醚溴化制备溴化聚苯醚(BPP0),与不同的胺反应引进不同的官能团制备阴膜层,再通过溶剂浇铸的方法涂磺化聚苯醚溶液制备双极膜.结果表明,不同固定基团双极膜的水解离性能与形成阴膜层基团的叔胺的pKb值有直接的关联:随着形成功能基团叔胺pKa值的增加,双极膜的催化水解离能力下降.同时研究了不同基团双极膜在不同电流密度下水解离时酸隔室的pH变化,尽管所考察的基团均有一定的水解离作用,但从实际的应用效果来看,有些基团如三丙胺和三丁胺等形成的季铵基团,由于亲水性的局限并不适合于用作双极膜阴膜层的固定基团.     

电去离子(EDI)装置中离子交换树脂的功效

在研究分析了EDI装置淡室中离子交换树脂作用机理的基础上,针对填充在淡室中的阴、阳离子交换树脂的类型、填充方式、粒径大小及均一性、比例、填充密度等方面的选择性应用提出了一些具体的见解和建议.     

中国高分子分离膜的研究与开发应用文摘(1996年)(续)

聚合体改性微孔膜的制备及其在生化分离中的应用／汤崇正、徐镰祥（华南理工大学材料学院研究所）；场立聪（华南理工大学自动化系）／高等学校化学学报。1996，（2）227～230。聚乙烯制成微孔泡沫膜具有庞大面积，通过接枝挂上羟基、胺基成为基质膜。再进而与乙烯基二甲基丫内酯接枝为改性膜，它在中性缓冲液中能与蛋白质-A的氨基产生配位而吸着，于酸性液解离。利用这种配位、亲和性、螫合作用在物化条件转变下的可逆过程，能分离提纯细菌、蛋白质、金属化合物和有机色质。聚偏氟乙烯增强微孔膜的制备研究／刘茂林（清化大学化工系）／膜…     

电去离子过程水解离影响因素的研究

研究了电去离子（ＥＤＩ）的水解离过程,实验考察了原水含盐量、膜堆电流、浓淡水流量等因素对水解离的影响,用双电层模型对各种影响因素的作用进行了理论解释。     

1m3/h RO-EDI高纯水设备的研制

介绍了工业规模的EDI膜堆和1m^3/h RO-EDI高纯水设备的研制情况，进行了设备的稳定性试验和EDI产水的水质分析，并与离子交换树脂进行了技术经济性能比较。     

电渗析和离子交换耦合过程对苏氨酸发酵液脱盐处理

苏氨酸作为一种高附加值的精细化工产品,具有广泛的应用前景.本文采用电渗析(ED)和离子交换(IX)两种方法处理苏氨酸发酵液,并研究了将这两种方法进行耦合的电去离子技术(EDI)的脱盐效果.ED过程中,改变料液浓度和回收次数,结果表明,在30V工作电压下操作最为有利;料液稀释倍数越大,越快达到脱盐终点,苏氨酸回收率越高,过程能耗也越低;能耗和回收率的数据表明,进行一次回收ED后不适合再继续进行ED回收苏氨酸.对于IX过程,使用717型树脂,对硫酸盐的脱除率和吸附容量分别能达到44.02%和33.88mg/g;树脂用量越多,吸附率越高(31.92%~74.73%),但吸附容量逐渐降低(38.43~14.99mg/g);发酵液初始浓度增大,溶液中吸附质离子增多,树脂的吸附容量增加.对于EDI过程,达到脱盐终点的速度比ED过程更快,脱盐效率也更高.综合效果表明,混合添加5mL Na型和5mL Cl型树脂,采用EDI过程处理发酵液,在能耗(0.269kW·h/L)和脱盐速率方面都更有优势.     

F_(2314)基常温固化涂料的改性研究

用改性树脂对F2314树脂涂料进行改性,研究不同的改性树脂用量和固化剂的种类以及其用量对F2314树脂涂料涂膜的影响,并对共混膜进行了表征。结果表明,F2314树脂与改性树脂的共混比为8∶2而且固化剂的用量为改性树脂的15%时,涂膜的附着力、硬度达到了最大值,而且外观也很平整;红外光谱测试表明,F2314树脂与改性树脂之间发生了相互作用;共混膜的SEM照片可见涂膜表面是网状结构,类似半互穿网络聚合物(IPN)结构。     

“三明治”双极膜的制备及其在降解含酚废水中的应用

纳米TiO₂上负载纳米Pt以制备纳米Pt/TiO₂半导体光催化剂, 壳聚糖(CS)经纳米Pt/TiO₂改性后作为阴膜层材料, 以羧甲基纤维素(CMC)作为阳膜层材料, 分别用戊二醛与FeCl₃对阴、阳膜层进行交联改性, 制备了CMC-Pt/TiO₂-CS双极膜, 并将该复合膜作为降解高浓度含酚废水电解槽的隔膜。结果表明: Pt/TiO₂光催化剂可促进双极膜中间层水的解离, 大大降低双极膜的膜阻抗和电阻电压降(IR降); 同时, Pt/TiO₂光催化剂表面生成的羟基自由基(·OH)可直接作用于苯酚, 使其彻底降解成无机小分子; 紫外光照下在16.7 mA·cm^-2的电流密度下电解高浓度含酚废水80 min后, CMC-Pt/TiO₂-CS 双极膜的苯酚降解率比CMC-TiO₂-CS 双极膜的苯酚降解率高12.7%; 整个电解过程CMC-Pt/TiO₂-CS 双极膜的膜电阻电压降保持在0.9 V。     

塑料(ABS)表面直接电镀工艺研究

研究了以吡咯为单体,FeCl3为主要氧化剂和掺杂剂,通过氧化聚合的方法在塑料（ABS）表面形成导电聚合物膜－聚吡咯,然后进行直接电镀的工艺。直接电镀工艺主要包括预处理、聚吡咯膜的形成和酸性硫酸铜电镀3个阶段。分析了各工艺参数对镀层的影响和镀层的沉积过程,指出FeCl3可显著提高聚吡咯的导电性;聚吡咯层表面直接电镀时,镀层的生长是枝状结晶的过程。     

钯对钛膜吸氢能力的抗污染作用的研究

为寻求一种防止因表面污染而导致钛膜吸氢能力下降的途径，用表面分析方法检测样品表面状态，用质谱仪测量样品吸氧能力，研究了表面状态和吸氢能力的相互关系。采用在钛膜上淀积钯膜（蒸发或溅射）的方法，可使受碳、氧污染的钛膜吸氢能力得以恢复。这种钯／钛复合结构在吸氢能力上对碳、氧污染并不灵敏。对样品的近费米能级处的占有电子态密度（densityofstate，DOS）的测量证明，凡吸氢能力良好的样品，DOS呈峰形结构。具有抗污染能力的钯／钛结构，其DOS因污染而导致的变化很小，而无抗污染能力的钛膜，其峰形结构受污染作用而消失。这种峰形结构能提供氢分子解离吸附过程中所需的电子。     

Si3N4/BN(f)复合材料的相界面

本文借助高分辩电子普微镜研究了Ｓｉ３Ｎ４／ＢＦ（ｆ）复合材料的相界面。研究发现，ＢＮ纤维的两端与基体结合牢固，界面不易解离，材料民裂过程中纤维很难拔出。材料的韩性主要通过ＢＮ纤维自身（００１）面上的滑移、撕裂和弯曲以及ＢＮ纤维的侧表与Ｓｉ３Ｎ４颗粒的颗上的解离等途径得以提高．