三相结构离子交换膜的构筑及应用研究

三相结构离子交换膜是一类具有惰性相、离子交换基团相和辅助功能基团相的特殊结构材料。传统两相结构离子交换膜受限于离子通量和选择性的相互制约,难以实现两者同步提升。因此,研究者开始关注新型三相结构,以改善离子传质路径。综述了离子交换膜从两相结构到三相结构的发展,介绍了微相分离离子交换膜、自具微孔离子交换膜、有机硅烷杂化离子交换膜和基于氧化石墨烯或金属有机框架的“三相”结构离子交换膜,讨论了离子膜介尺度中的相结构、孔道结构和缺陷等问题,并概述了三相结构在燃料电池、液流电池、一/二价离子分离和酸碱回收等领域所发挥的作用,以期给三相结构指导离子交换膜制备并提升性能提供策略参考。     

面向酸碱回收过程的扩散渗析技术研究进展

介绍了膜扩散渗析技术对酸和碱回收的工作原理和应用领域,综合分析了当前国内外对扩散渗析技术的研究进展和应用现状,并简要评述了扩散渗析在回收酸碱中的应用前景。     

含哌啶阳离子侧长链型一/二价阴离子选择性分离膜的制备

基于超酸催化聚合机理制备了含咔唑片段的聚合物主链结构,并通过调控季铵化反应中N-甲基哌啶单体的用量,得到了不同哌啶离子含量的阴离子选择性分离膜。通过核磁共振氢谱证明了聚合反应和季铵化反应顺利进行。热重和动态机械分析的测试结果表明膜具有优异的热稳定性和力学性能。通过电渗析 （ED） 测试膜的阴离子分离性能,结果显示离子通量和选择性均优于商业膜Neosepta ACS。在NaCl/Na₂SO₄体系中,QPC-Pip-60的Cl^-通量可达3.24 mol·m^-2·h^-1,选择性可达11.6。在NaOH/Na₂WO₄碱回收体系下,良好的微相分离结构使得OH^-通量可达3.59 mol·m^-2·h^-1,选择性最高为70。长时间稳定性测试和碱稳定性测试结果表明所制备的系列膜具有优异的循环稳定性和耐碱性能。     

紫外分光光度法快速测定哌嗪

哌嗪紫外吸收弱,最强峰对应波长处吸光度线性范围窄,因此紫外分光光度法在哌嗪检测中的应用受到了限制。根据哌嗪紫外吸收特点,探讨了对哌嗪水溶液进行紫外分光光度法快速测定的方法。该方法不采用哌嗪紫外吸收最强峰对应波长作为测定波长,而采用了基线干噪和波段积分等手段对哌嗪紫外吸收光谱进行了数据处理,因此该方法的准确度和精确度得到了保证。回收率实验和精密度实验的结果表明,该方法的准确度和精确度良好。     

反向电渗析在新能源及环境保护应用中的研究进展

反向电渗析作为一种利用盐差产能工艺,具有清洁、可持续、无污染、能量密度高等优点。以反向电渗析的结构组成、产能机理及影响因素为出发点,结合全球所面临的能源短缺和环境污染的重大问题,介绍了反向电渗析工艺在能源和环境保护领域的新应用和新进展;针对反向电渗析的单一操作、与其他技术的内集成和外集成操作进行了介绍与总结,并对其进行了初步分析和评述,以期为以后的研究工作提供参考。     

膜法浓缩明胶蛋白水溶液

在中型板式超滤／纳滤器上,采用自制的荷负电膜进行了明胶蛋白水溶液的浓缩实验,探讨了一些因素对明胶蛋白的分离效果,确定了较合理的工艺参数。实验结果表明,用自制的膜浓缩明胶蛋白是可行的,有望改进现行的明胶生产工艺,并建议采用下列参数：膜的切割分子量为５万,流速压差范围为０．０６￣０．０８ＭＰａ,ｐＨ８,操作压力为０．３ＭＰａ,温度为５５℃。     

荷电膜技术在海洋化工过程中的应用及展望

本文叙述了荷电膜 (含离子交换膜和双极膜 )技术在海洋化工领域中的应用 ,其应用机理基于压力驱动和电场驱动两大类 ,并与传统的海洋化工 (原称盐化工 )行业进行了比较。所选实例大部分来自工业实践和本实验室的研究成果。在此基础上 ,进一步提出了荷电膜在海洋化工领域中的应用前景和一些建议     

电渗析技术清洁分离纯化肌氨酸

肌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。目前肌氨酸的生产过程中存在肌氨酸产品与无机盐的分离过程。传统的分离方法为分步结晶法,存在能耗高、消耗的化学试剂多、污染大等缺点。为实现肌氨酸的清洁生产,本文采用自制电渗析装置对肌氨酸进行分离纯化,考察了操作电流以及溶液起始pH对整个分离效果的影响。结果表明,当操作电流为2 A,起始pH为6.5时,电渗析过程中无机盐的去除率大于99%,其产品得率为71.5%,电渗析工艺生产肌氨酸的能耗为26.4 kW·h·t^-1,总成本仅为311元·t^-1,大大优于传统的生产工艺。由此可见,电渗析工艺可实现肌氨酸产品的节能、环保生产。     

The Insulator-to-Conductor Transition in Sulphonated Poly (Phenylene Oxide) Polymer membranes: Percolation Theory Approach

In this paper the percolation theory is employed to study the insulator-to-conductortransition in sulphonated poly(phenylene oxide)(SPPO) polymer membranes.The membranes withdifferent sulphonation degree were prepared and infrared characterized.The transition thresholdwas calculated by the experimental data of membrane conductivities and the coordination numberwas thus estimated.The functional group-SO_3H distribution in the membrane was evaluated inaccordance with the calculations and showed a non-random dispersion on the microscopic scale.     

离子膜电渗析在高盐废水"零排放"中的应用、机遇与挑战

高盐废水“零排放”是当今很多企业需要面临的非常严峻的环保问题，而离子膜电渗析由于其独特的分离机制能够实现高盐废水中无机盐的分离、浓缩和资源化利用，从而实现水和盐的回收利用。本文综述了离子膜电渗析目前在高盐废水“零排放”盐浓缩工艺中的应用情况；展望了电渗析在高盐高COD废水中的应用前景以及新型的电渗析技术如选择性电渗析和双极膜电渗析在混盐分离和盐的资源化利用中的机遇；同时指出离子膜电渗析在大规模应用中仍存在很多挑战，如离子膜性能的提高、电渗析工艺的优化和电渗析设备的投资成本和能耗如何降低。本文将为高盐废水“零排放”提供新思路，同时为离子膜电渗析在高盐废水“零排放”中的规模化应用奠定基础。