电渗析用聚乙烯醇系离子交换膜的制备及阳离子交换含量和化学交联剂浓度对膜基本性能的研究

以聚乙烯醇(PVA)、苯乙烯-磺酸钠(SSS)作为制备膜的材料,采用戊二醛(GA)作为化学交联剂,经过溶液浇铸法和160摄氏度热处理后制备聚乙烯醇系阴离子交换膜,考察了阳离子交换含量和化学交联剂浓度对所制备出离子交换膜基本性能的影响。结果表明,膜含水率随交联剂GA浓度的增加而减小,而随SSS含量的增加而增加,在C~m_(SSS)=13%,C_(GA)=0.01时阳离子交换膜具有最高含水率0.57;膜的面电阻随交联剂GA浓度的增加而增加,而随膜中SSS含量的增加而减小,在C~m_(SSS)=13%,C_(GA)=0.01时膜面电阻最低,其值为0.81。     

电渗析法处理高盐度高COD废水矿化度的试验研究

运用电渗析技术,采用聚偏氟乙烯（PVDF）阳离子交换膜、纳米二氧化硅（SiO₂）/PVDF阳离子交换膜、改性SiO₂/PVDF阳离子交换膜和商品阳离子膜处理高盐度、高COD废水。研究发现,电压、流量、脱盐时间和聚丙烯酰胺的黏附量对其脱盐效果有一定的影响,并通过比较改性SiO₂/PVDF阳离子交换膜和商品阳离子膜的脱盐实验,证明改性SiO₂/PVDF阳离子交换膜脱盐能力强、抗污染程度高。     

BPO和AIBN作引发剂对阳离子交换膜性能的影响

改进传统制备聚偏氟乙烯(PVDF)均相阳离子交换膜的方法,利用引发剂和浓硫酸磺化直接制备PVDF均相阳离子交换膜。通过溶剂蒸发法制备了含引发剂过氧化苯甲酰(BPO)和/或偶氮二异丁腈(AIBN)的PVDF阳离子交换膜,研究不同引发剂及其含量对膜结构和膜性能的影响。利用FE-SEM和FTIR分析了膜的形貌结构。结果表明:含有BPO的阳离子交换膜中PVDF与苯乙烯形成了半互穿网络结构,而含有AIBN的阳离子交换膜中苯乙烯接枝在线性PVDF链上并形成相分离结构。PVDF阳离子交换膜的结构和性能受膜制备时AIBN和BPO的添加量影响。当AIBN占PVDF5%(质量分数)、BPO占PVDF2%(质量分数)时,离子交换膜的膜电阻达最低值4.2Ω×cm~2,离子交换容量最高为1.59 meq/g;当AIBN占PVDF 3%(质量分数)、BPO占PVDF2%(质量分数)时,离子交换膜的迁移数为95.15%。最后通过循环伏安法和计时电位法进一步验证了引发剂对膜电阻和迁移数影响的实验结论。     

电渗析法回收铅酸蓄电池化成工序废硫酸的研究

本研究采用单价阳离子交换膜电渗析法,对北方某铅酸蓄电池厂化成车间产生的含低浓度铁离子的废酸进行回收实验。比较了单价阳离子交换膜和普通阳离子交换膜的分离性能,并且考察了操作电流密度、初始铁离子浓度以及初始硫酸浓度对硫酸回收率的影响。结果表明,当硫酸回收率达到80%时,单价阳离子交换膜对金属离子和氢离子的分离系数约为普通阳离子交换膜的7.5倍。在电流密度0.06 A·cm-2的条件下,采用单价阳离子膜对工厂化成废酸(初始硫酸浓度约2.25 mol·L-1,初始铁离子浓度约12 mg·L-1)电渗析,当废酸回收率达到80%时,金属铁离子的透过率小于10%,可控制回收酸中铁离子的浓度在2 mg·L-1以下,满足该蓄电池厂对化成硫酸中铁离子浓度的限值要求。通过对H+传质过程进行动力学分析的结果表明:其传质过程符合零级反应动力学,电迁移传质在传质过程中占主要地位。回收得到的硫酸重新回用于蓄电池的化成工序,不仅能够实现资源的回用,还可避免废酸进行中和处理时对碱的消耗,具有较好的环境效益及技术可行性。     

纳米ZnO含量对PVDF阳离子交换膜性能的影响

通过碱化、接枝和磺化反应制备了不同含量的纳米ZnO粒子的聚偏氟乙烯(PVDF)有机-无机杂化阳离子交换膜,研究ZnO纳米粒子含量对膜性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT IR)表征膜结构,采用电化学工作站交流阻抗法等表征膜综合性能。结果表明,接枝和磺化反应在PVDF链上引入了苯乙烯和磺酸基团。当纳米ZnO粒子的质量分数为1.5%时膜的综合性能达到最佳,膜的离子交换容量为2.36 mmol/g、水的质量分数为158.7%、膜迁移数为91.44%,氧化后质量损失率为2.84%,可用于电驱动分离或其他电化学过程。     

PAN纳米纤维膜的制备及其对阳离子染料的吸附研究

以聚丙烯腈(PAN)粉末为原料,N-N二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,制备PAN纳米纤维膜,根据纤维外貌、直径、孔隙率等探究纳米纤维膜的最佳PAN浓度。阳离子染料模拟印染废水,用PAN纳米纤维膜吸附阳离子染料,探究不同时间、不同初始浓度对亚甲基蓝(MB)吸附效果影响。结果表明:PAN浓度为10%时,纤维状态最佳; PAN纳米纤维膜的吸附率随着时间的增长先增大然后逐渐稳定,随MB质量浓度的增大先上升后降低。     

阳离子交换膜对氯离子透过率的研究

在电渗析过程中，离子交换膜隔绝反离子并使同离子通过，但实际使用过程中并非完全隔离，在电渗析过程中仍有部分反离子透过膜，限制了离子交换膜的应用效果，尤其是在氯离子环境中阳离子交换膜在实际使用过程中会有氯离子透过阳膜到达产物与阳极，产生的氯气污染环境、加剧膜的氧化，降低了膜的透过性，形成了恶性循环，为探究电渗析过程中离子交换膜对氯离子的截留效果，本文开展了阳离子交换膜对氯离子透过率的相关研究，研究表明，阳离子交换膜的种类对阳离子交换膜对氯离子的透过率有重要影响；电流密度和原料初始浓度的增加会导致阳离子交换膜对氯离子的透过率增加，实际生产中为减少产物中氯离子的含量，同时保证较高的生产效率，需要综合考量各方面的影响因素以确定最佳的工艺条件。     

铜/钴纳米多层膜的电化学制备及表征

纳米金属多层膜由于其巨磁电阻性能而受到人们的重视。采用双脉冲控电位技术在单晶硅上沉积铜／钴纳米多层膜。测量了电沉积过程中的阴极极化曲线及电流－时间曲线，确定了沉积电位；利用扫描电子显微技术及X射线衍射技术观察了沉积层的断面形貌及晶体结构。结果表明，沉积层结构清晰、连续，各子层厚度均匀。     

超薄ePTFE纳米纤维膜用于PM2.5的高效治理

针对中高浓度PM2.5的高效过滤问题,选取颗粒粒径与膜孔径比值(dP/dm)范围为0.86~4.46,厚度小于等于1 μm的三种不同结构的超薄ePTFE纳米纤维膜展开应用性能研究。考察了过滤速度、PM2.5浓度和膜结构对过滤性能的影响以及膜的再生性能。得益于纳米纤维堆叠的网状结构,在过滤速度为1.2~4.8 m/min,进口浓度为200~1000 mg/m3的范围内,三种超薄ePTFE纳米纤维膜均能实现PM2.5的高效截留(>99.5%),其稳定压降和压降增长速度均随过滤风速和进口PM2.5浓度增加而增加,但初始压降和出口浓度仅随过滤风速增加而增加,与进口浓度关系不大。超薄ePTFE纳米纤维膜层数少、过滤阻力低(≤130 Pa)且膜表面光滑(表面粗糙度小于1 μm),降低了滤饼与膜表面附着力,使滤饼易于脱落,在4次循环实验中展现出良好的再生性能。横向对比结果显示,dP/dm为0.86,膜厚度为0.5 μm的超薄ePTFE纳米纤维膜兼具最低的过滤压降(30 Pa)、良好的过滤效率(99.93%)及再生性能好的优势,在中高浓度PM2.5空气净化领域表现出较好的应用前景。     

mCMC/TiO_2-SnO_2/mCS双极膜制备与表征

以壳聚糖、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇作为阴离子交换膜和阳离子交换膜的基本材料,纳米TiO_2-Sn O_2复合光催化剂作为双极膜的中间层,制备m CMC/TiO_2-Sn O_2/m CS双极膜。在紫外光照射下,该双极膜水解离能力高,亲水性能好,交流阻抗低。另外,其工作电压低,电流密度为90 m A/cm~2时,电解槽工作电压小于5.5 V。     

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...     

静电纺PAN/TiO2纳米纤维基复合功能膜制备及性能研究

采用静电纺丝法`及膜后处理法,以聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛、硝酸银和全氟辛基三氯硅烷为原料,制备了可穿戴的具有抗紫外性能的防水透湿微孔膜并进行相关表征。研究了不同含量的TiO_2和Ag纳米材料对PAN纳米纤维抗紫外及防水透湿性能的影响。实验结果表明,PAN纳米纤维膜中引入纳米二氧化钛和银纳米粒子具有紫外波区UVB和UVA全屏蔽的性能,且复合膜疏水改性后防水透湿性能优异。     

双极膜电渗析清洁制备NaOH和H2SO4的试验研究

采用双极膜、阴离子交换膜和阳离子交换膜交替排列构成的五隔室双极膜电渗析(BMED)构型,以Na2SO4为原料制备NaOH和H2SO4。研究了电流密度和原料液浓度对膜堆操作性能的影响,并对2种不同的均相阳膜进行了对比考察。结果表明,在电流密度50 mA/cm2,Na2SO4原料液浓度10%的条件下,试验范围内NaOH的收率可达79.63%,其收率和能耗随电流密度的增大而增加;电流密度恒定时,较高的原料液浓度利于保持更小的膜堆电阻,过程能耗相应降低。将BMED制得的稀NaOH和H2SO4溶液直接用于饱和阴、阳离子交换树脂的再生处理,并将其与经常规酸碱试剂化学再生的树脂均用于反渗透产水的深度除盐制备纯水,结果前者所获水质纯度显著优于后者,表明BMED所制备的酸碱纯度更高,树脂再生更为彻底。     

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。     

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。     

盐水纯度对离子交换膜性能的影响

1 绪言 盐水中的钙、镁、碱土金属、镍等阳离子对离子膜的影响,引起人们的关注。生产经验和研究结果证明,这些阳离子杂质是以氧化物沉淀来损害交换膜的。对于硫酸根对电流效率的影响,以及二氧化硅(硅酸)、碘(高碘酸盐)作为有害阴离子,这是毫无疑问的,在电解槽的交换膜中,这些杂质生成沉淀的位置,特别是高碘酸盐是随机而变化的,变化机     

应用离子交换树脂探索维生素B_1合成新方法

研究了应用D001强酸性阳离子交换树脂作为催化剂合成维生素B1的新方法。方法以硫羟硫胺为原料,双氧水氧化生成硫酸维生素B1,再经过一定量的D001强酸性阳离子交换树脂处理,经稀盐酸洗脱浓缩、结晶至成品。研究了树脂用量、树脂温度、纯化水的稀释浓度、洗脱液浓度和催化剂的重复使用性能对反应的影响。通过试验确定可以利用D001大孔型强酸性阳离子交换树脂合成维生素B1,该工艺简化了操作,改善了环境污染,更重要的是提升了产品质量和收率。     

阻醇燃料电池质子交换纳米复合膜研究进展

综述了质子交换膜纳米复合材料用于甲醇燃料电池的最新研究进展,全面阐述了纳米复合材料的形貌、结构对材料甲醇透过性、质子导电性等物理化学性能的影响,并展望了甲醇燃料电池质子交换膜复合材料的发展前景。     

PVA基杂化膜道南渗析去除Cu~(2+)影响因素探讨

离子交换膜是发展道南渗析去除Cu~(2+)的关键部分。首先由单体聚合制备含有离子交换基团的共聚物,然后以PVA为基体,通过溶胶凝胶法制备了一系列不同共聚物质量分数的PVA基有机-无机杂化阳离子交换膜。在此基础上,评价道南渗析去除Cu~(2+)性能。通过分析渗透通量,系统讨论了共聚物质量分数、接受侧H+浓度对道南渗析去除Cu~(2+)的效果的影响。结果表明,随着共聚物和PVA的质量比从0.25∶4增加到1∶4,Cu~(2+)的渗透通量从4.825×10~(-10)mol/cm~2·s增加到10.01×10~(-10)mol/cm2·s;而接受侧H+浓度的增加对渗透通量的影响呈现先增加后保持基本不变的变化趋势。膜结构和接受侧H+浓度两者协同影响杂化阳离子交换膜道南渗析去除Cu~(2+)性能。     

阳离子表面活性剂对纳米SiO2流体稳定性的影响

通过研究纳米SiO2/水纳米流体的稳定性建立了差示透光率法,并利用差示透光率法和重力沉降法研究了阳离子表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵(TrAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)对纳米SiO2流体稳定性的影响.结果表明:阳离子表面活性剂吸附在纳米SiO2颗粒表面后促使纳米流体形成凝胶,且不同阳离子表面活性剂对2.5wt％ SiO2纳米流体稳定性的影响均存在三个临界浓度C1、C2和C3,这三个临界浓度的大小与阳离子表面活性剂疏水链长密切相关,碳链越长,相应临界浓度越低,并提出了阳离子表面活性剂在纳米SiO2表面吸附后纳米颗粒之间的疏水缔合作用理论.