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有關離子交換膜的論文

發布時間:2020-12-17 06:11:52

離子交換膜與離子交換樹脂這兩者有什麼區別

離子交換膜與離子交換樹脂

離子交換膜又稱「離子交換樹脂膜」或「離子選擇透過膜」。這是因為離子交換膜與用於水處理領域的粒狀離子交換膜樹脂,具有基本相同的結構,而且早期的離子交換膜就是使用離子交換樹脂,通過加入粘合劑混煉拉片,然後加網熱壓成為膜狀物的,所以,有「離子交換樹脂漠」之稱。

但是,離子交換膜和離子交換樹脂之間,除形狀之差而外,還有著根本不同的作用原理:離子交換樹脂是通過離子的吸附、葯品溶離和再生的離子交換機能進行脫鹽,但離子交換膜不是通過離子交換的機能,而是以選擇透過為其主要機理,將離子作為一種選擇性通過的媒介物。

此外,在應用方法上也不相同,例如,離子交換樹脂的使用過程包含著處理、交換、再生等步驟,而離子交換膜在應用過程中,可以連續作用,不必再生。由此看來,與其稱為離子交換膜,不如稱為「離子選擇透過膜」更為確切。不過,根據長期的習慣,人們還是沿稱「離子交換膜」。


離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。

而離子交換樹脂就屬於非均相膜

①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜,然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜內聚合成高分子,再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。

②非均相膜。用粒度為200400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。

② 離子交換膜的原理,它有分類嗎還是什麼樣的離子都可通過

選擇性離子交換膜(簡稱離子交換膜)的是用離子交換樹脂製成的;也稱電滲析膜。它有陰、陽離子交換膜之分。陰離子只能通過陰離子交換膜,陽。。。。。

③ 求一篇關於高分子材料的論文3000——5000字左右

在世界范圍內, 高分子材料的製品屬於最年輕的材料.它不僅遍及各個工業領域, 而且已進入所有的家庭, 其產量已有超過金屬材料的趨勢, 將是 21 世紀最活躍的材料支柱. 高分子材料是有機化合物, 有機化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氫、氧
在世界范圍內, 高分子材料的製品屬於最年輕的材料.它不僅遍及各個工業領域, 而且已進入所有的家庭, 其產量已有超過金屬材料的趨勢, 將是 21 世紀最活躍的材料支柱.
高分子材料是有機化合物, 有機化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氫、氧、氮等.碳原子與碳原子之間, 碳原子與其他元素的原子之間, 能形成穩定的結構.碳原子是四價, 每個一價的價鍵可以和一個氫原子鍵連接, 所以可形成為數眾多的、具有不同結構的有機化合物.有機化合物的總數已接近千萬種, 遠遠超過其他元素的化合物的總和, 而且新的有機化合物還不斷地被合成出來.這樣, 由於不同的特殊結構的形成, 使有機化合物具有很獨特的功能.高分子中可以把某些有機物結構(又稱為功能團)替換, 以改變高分子的特性.高分子具有巨大的分子量, 達到至少1 萬以上, 或幾百萬至千萬以上, 所以, 人們將其稱為高分子、大分子或高聚物.高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纖維和合成橡膠(未加工之前稱為樹脂).
面向21 世紀的高科技迅猛發展, 帶動了社會經濟和其他產業的飛躍, 高分子已明確地承擔起歷史的重任, 向高性能化、多功能化、生物化三個方向發展.21 世紀的材料將是一個光輝燦爛的高分子王國.
現有的高分子材料已具有很高的強度和韌性, 足以和金屬材料相媲美, 我們日用的家用器械、傢具、洗衣機、冰箱、電視機、交通工具、住宅等, 大部分的金屬構造已被高分子材料所代替.工業、農業、交通以及高科技的發展, 要求高分子材料具有更高的強度、硬度、韌性、耐溫、耐磨、耐油、耐折等特性, 這些都是高分子材料要解決的重大問題.從理論上推算, 高分子材料的強度還有很大的潛力.
在提高高分子的性能方面, 最重要的還是製成復合材料第一代復合材料是玻璃鋼, 是以玻璃纖維和合成樹脂為粘合劑製成.它具有重量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕、導熱系數低、易於加工等優良性能, 用於火箭、導彈、船隻和汽車軀體及電視天線之中.其後, 人們把玻璃纖維換成碳纖維, 其重量更輕, 強度比鋼要高3~5 倍, 這就是第二代的復合材料.如果改用芳綸纖維, 其強度更高, 為鋼絲的5 倍.高性能的高分子材料的開拓和創新尚有極大的潛力.科學家預測, 21 世紀初, 每年必須比目前多生產1500~2000 萬噸纖維材料才能滿足需要, 所以必須生產大量的合成纖維材料, 而且要具有更輕型、耐火、阻燃、防臭、吸水、殺菌等特性.有許多新型纖維, 如輕型空腔纖維、泡沫纖維、各種截面形狀的纖維、多組份纖維材料等紛紛被研製出來, 人們可指望會有耐靜電、耐臟、耐油, 甚至不會沾灰的纖維材料問世.這些纖維材料將用於宇航天線、宇航反射器、心臟瓣膜和人體大動脈.
高分子功能材料, 在高分子王國里是一片百花爭艷的盛景.由於高分子的功能團能夠替代, 所以只要採用極為簡便的方法, 就可以製造各種各樣的高分子功能材料.常用的吸水性材料, 如棉花、海綿, 其吸水能力只有本身重量的20 倍, 在擠壓時, 已吸收的大部分水將被擠出來.而用澱粉和丙烯腈製成的高分子吸水材料, 它不僅能吸收自身重量數百倍到上千倍的水, 而且受到擠壓也不會擠出水來.人們可以期望, 將高吸水性的高分子材料製成能將化學能轉變成機械能的裝置, 以及具有類似於肌肉的功能或製造測量儀器.在微電子工業的光刻集成塊工藝, 常用的光刻膠(又稱光致抗蝕材料), 就是能使高分子相連接一種功能團, 光照射時會起化學反應, 使其溶解度降低或提高.應用這種光刻膠制備集成塊, 可以使集成塊的線寬達到0.1 到0.01 微米(1p毫米), 只有用其他工藝製成的集成塊的線寬的1/10 到1/100, 是適合於21 世紀的電子計算機的主要元件mm微細元件的開關.光刻膠並能用於各種精細加工, 如半導體元件, EP 刷線路板, 金屬板膜或表面的精細加工、玻璃、陶瓷的精細刻蝕、精密機械零件加工等.
高分子功能材料應用在信息工程方面, 已經生產了光電導攝影材料、光信息記錄材料、光mm能轉換材料, 並都已進入實用階段.
像"當代摩西神樹"的離子交換樹脂的高分子功能材料也發展很快, 許多高分子離子交換膜、高分子反滲透膜、高分子氣體分離膜、高分子透過蒸氣膜等都在化學工藝的篩分、沉澱、過濾蒸餾、結晶、萃取、吸附等過程中獲得應 用, 而且分離結果優於其他方法, 可節約大量能量.日本的制鹽工業早已用離子交換膜去代替鹽田和電解食鹽工藝.利用反滲透膜對有機化工、釀造工業的三廢進行處理, 可回收胺、酯、醇、醚、酮、酚等重要有機化合物.氣體分離膜對不同氣體的透過率和選擇性不同, 可以利用這一性質從混合氣體中選擇分離某種氣體, 如從空氣中富集氧, 從合成氨中回收氫, 從天然氣中收集氦, 還可以制備一種水下呼吸器(人工鰓), 它是直接從海水中提取氧的潛水裝置, 人類可望能長期生活在海水中, 進入海龍王的宮殿, 分享海龍王海底寧靜的幸福生活的夢想可變成現實.還有各種信息轉換膜、反應控制膜、能量輸送膜等正在研製階段.一種富有吸引力的生物膜也正在研究之中.生 物膜具有奇特的性能, 不僅能主動起能量、信息、物質的傳遞作用, 還能參加光合作用及有機物質的生命合成等生命活動.這就是21 世紀的高科技的一顆明珠, 摘取這顆明珠需要有極大的勇氣和百折不撓的精神.
高分子功能材料的另一極為重要的發展就是用於催促化學反應, 這類高分子功能材料被稱為高分子催化劑.早在本世紀40 年代, 人們已經使用一種叫交聯磺化聚苯乙烯的離子交換樹脂作催化劑, 用於化學反應的各個過程, 如水解、縮合、聚合等.爾後, 這類高分子功能材料發展很快, 高分子金屬絡合物催化劑接著問世, 它能夠在化學反應中加速捕捉金屬離子, 實現金屬化合物的迅速分離, 在工業生產和工業分析上是一種十分重要的方法.還有高分子金屬催化劑, 是促進化合物中金屬離子迅速完成化學反應的材料, 它已獲得了成功的應用.自然界存在一種最有效的催化劑, 稱為酶.這一類高分子材料像酶一樣有很強的催化作用, 稱為人工合成酶.酶是由氨基酸組成的蛋白質高分子化合物, 它是生物體內各種生物化學反應的高效催化劑, 是性能最優異的天然的高分子功能材料.現在, 各種人工合成酶已經研製成功並逐步投入應用, 其種類越來越多, 科學家根據酶的作用原理試圖模仿應用於化學工業的催化劑, 在化學工業上進行一場革命.它可以製作進行化工生產, 可以充分利用再生的生物資源, 以擺脫傳統的以石油系列為主要原料的合成工藝, 而且還可用酶的催化原理, 避開傳統的合成工藝中的高溫, 高壓的條件, 在各種物質混合的狀態下, 有選擇地使特定物質發生化學反應, 使反應物能夠不加分離地連續反應至生產出最終產物.這樣, 生物反應器將會改變化工企業高塔林立的傳統面貌, 不僅能節約能源, 改善工作環境, 同進還可以廣開化工資源, 消滅廢水、廢氣和廢料(又稱三廢), 使建立無污染的理想化學工業成為可能.例如天門冬醯胺酶製成的中性樹脂的前景就非常光明.
高分子材料在醫學和生命科學上的應用已有很長的歷史, 但是依靠著高科技的進步, 近期來這個領域的發展令人驚訝, 人工心臟瓣膜、人工肺、人工腎、人工血管、人造血液、人工皮膚、人工骨骼、人工關節, 從研製迅速成功到不斷完善, 並且已付諸使用.高分子材料製作的手術器械、醫護用品已不計其數.
高分子材料生物化的最大特色就是控制人的健康和生命, 利用不帶葯劑性的高分子與其他葯劑合成的高分子葯劑, 可大大改善治療效果, 這一類葯劑人體易於吸收, 毒性和副作用小.如引起惡心、全身不適等不良反應的抗癌葯, 把它們高分子化, 其效果就大大改善, 像抗癌葯芳庚酚酮和甲基丙烯酸結合為高分子, 其效果更佳.另一類高分子葯物, 本身就有很高的葯效, 如合成的聚乙烯吡咯烷酮, 就可以作為血漿的代用品.商品化的聚醚與聚氨酯合成的高分子葯物與血漿蛋白質中的白蛋白的親和力特別高, 相處很融洽, 是一種解決人體血凝的醫用高分子材料.
縱觀上述, 高分子已經成為21 世紀材料科學中強有力的支柱, 高分子材料的發展在21 世紀將會取得更大的成就

④ 鈉離子交換膜和陽離子交換膜有什麼區別

離子交換膜是復對離子制具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,
陽離子膜通常是磺酸型的,帶有固定基團和可解離的離子 如鈉型磺酸型:固定基團是磺酸根 解離離子是鈉離子
陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,他的高分子母體是不溶解的,而連接在母體上的磺酸集團帶有負電荷和可解離離子相互吸引著,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中,但在膜外我們通電通過電場作用,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,而陰離子因為同性排斥而不能通過,所以具有選擇透過性。

⑤ 關於陽離子交換膜

「它只允許陽極室的Na+、H+透過離子交換膜進入陰極室」這句話的重心是在陽離子可以內通過,而陰離子不容可以通過。陰極室的陽離子實際上可以通過交換膜進入陽極室,但由於陰極室的H+一直在減少,為了平衡電荷,Na+就會源源不斷的進入陰極室,陰極反應
2H2O+2e-=H2+2OH-,生成了OH-,所以陰極室的稀氫氧化鈉能變成濃氫氧化鈉。

⑥ 高中化學題目,關於離子交換膜的問題。如圖,為什麼用陰離子交換膜而不用陽離子交換膜

看溶液,陽離子交換膜就是氫離子,陰離子交換膜就是氫氧根離子

⑦ 有關離子交換膜的化學習題

1·名稱解釋
離子交換膜——四氟乙烯同具有離子交換基團的全氟乙烯基醚單體的共聚物。全氟磺酸膜:電阻小、化學性能穩定;全氟羧酸膜:阻止OH- 遷移性能好,電流效率高;全氟磺酸—羧酸復合膜:既有全氟羧酸膜阻止OH-遷移性能好,電流效率高的優點,又具有全氟磺酸膜電阻小,化學性能穩定,氯氣中氫含量少,膜使用壽命長等優點。

2·為什麼鹽水要進行二次精製?
解:如果精製鹽水中含有較多的多價陽離子(如Ca 2+、Mg 2+、Al 3+、Fe 3+),則會增加精製鹽水中Na+進行離子交換及滲過膜微孔的難度。工業上常將食鹽水作二次精製處理,以除去多價陽離子,使其在允許的含量以內。在螯合塔中進行。螯合樹脂。

3·離子交換膜法工藝過程?
答:一次鹽水精製;二次鹽水精製;電解;燒鹼蒸發。

4·離子交換膜法電解工藝條件分析
解:(1) 飽和食鹽水的質量。
(2) 電解槽的操作溫度70-90℃。操作溫度不能低於65℃。電解槽溫度通常控制在70-90℃之間。
(3) 陰極液中NaOH的濃度。當陰極液中NaOH濃度上升時,膜的含水率就降低,膜內固定離子濃度上升,膜的交換能力增強,電流效率高。但是NaOH濃度過高,膜中OH-離子反滲透到陽極機會增多,使電流效率下降。
(4) 陽極液中NaCl的含量210g/L。

大概地找了一下,找到了這4個!看可以不?

⑧ 離子交換膜為什麼有選擇透過性

按膜中的含活性基團的各類可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和特種膜三大類。

1、陽離子交換膜(簡稱陽膜) 膜體中含有酸性活性基團,它能選擇性透過陽離子而不讓陰離子透過。這些活性基團主要有:磺酸基、磷酸基、亞磷酸基、羧酸基、酚基等。其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換膜,其結構式可簡單表示為R-SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為
2R-SO3H+Ca2==(R-SO3)2Ca+2H+ 這也是硬水軟化的原理。
2、陰離子交換膜(簡稱陰膜) 膜體中含有鹼性活性基團,它能選擇性透過陰離子而不讓陽離子透過。這結活性基團主要有:季銨基、伯胺基、促胺基、叔胺基等。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為
R-N(CH3)3OH+Cl- ====R-N(CH3)3Cl+OH-
3、特種膜 它包括由陽、陰離子活性基團在一張膜內均勻分布的兩性離子交換膜,帶正電荷的膜與帶負電荷的膜兩張貼在一起的復合離子交換膜(亦稱雙極性膜),還有部分正電荷與部分負電荷並列存在於膜的厚度方向的鑲嵌離子交換膜,以及在陽膜或陰膜表面上塗一層陰離子或陽離子交換樹脂的表面塗層膜等

⑨ 高中化學關於離子交換膜的問題:如圖,為什麼不能用陽離子交換膜

要是反應中移動的是電子,自然就是陰離子交換膜。溶液中不能存在H+,用陽離子交換膜無物可換。是不是這樣?

⑩ 現有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽,用氯鹼工業中的離子交換膜技術原理,可電

A、連接電源正極的是電解池的陽極,連接電源負極的是電解池的陰極,回A為陽極是氫氧根離子放答電產生的氣體是氧氣,同時生成氫離子,則陽極附近生成硫酸,則從A口出來的是H2SO4溶液,故A正確;
B、陽極是氫氧根離子放電,陽極發生的反應為:2H2O-4e-═O2↑+4H+,故B錯誤;
C、在陽極室一側放置陰離子交換膜,只允許通過陰離子,故C錯誤;
D、NaOH在陰極附近生成,則Na2SO4溶液從G口加入,故D錯誤.
故選A.

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