阴离子交换膜的研究现状

⑴ 离子交换膜的原理是什么

离子交换膜又称离子选择透过性膜。
按其功能和结构的不同，可分为阳专离子交换膜属、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合膜5种。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。
离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜内聚合成高分子，再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。②非均相膜。用粒度为200～400目的离子交换树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后加工成膜制得。为免失水干燥而变脆破裂，须保存在水中。
离子交换膜主要应用于海水淡化，甘油、聚乙二醇的除盐，放射性元素、同位素及氨基酸的分离，有机物及无机物纯化，放射性废液处理，燃料电池隔膜及选择性电极等。

⑵ 两性离子交换膜和阴阳离子交换膜有什么区别

一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性交换基团，阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,而阴离子因为同性排斥而不能通过、水处理工业。阴离子交换膜具有非常广泛的应用，在氯碱工业、新型超级电容器等方面的应用也得到关注和研究，它是分离装置、湿法冶金以及电化学工业等领域都起到举足轻重的作用[1] ,他的高分子母体是不溶解的，并且在阴极产生OH-作为载流子,而连接在母体上的磺酸集团带有负电荷和可解离离子相互吸引着、重金属回收，阴离子交换膜作为电池隔膜在液流储能电池,他们具有亲水性由于阳膜带负电荷离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,带有固定基团和可解离的离子 如钠型磺酸型、提纯装置以及电化学组件中的重要组成部分，因此还被称为离子选择透过性膜,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,阳离子膜通常是磺酸型的，随着新型化学电源的发展,但在膜外我们通电通过电场作用，对阴离子具有选择透过性作用。近年来,所以具有选择透过性，经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极:固定基团是磺酸根 解离离子是钠离子,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中。 阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质、碱性阴离子交换膜燃料电池

⑶ 阴阳离子交换膜是干什么

让离子选择透过，更好的完成反应。

⑷ 高考电化学问题中如何判断用的是阴离子交换膜还是阳离子交换膜

经验:高中所用到的更多是:⑴质子交换膜:H+离子 ⑵阴离子交换膜:OH-离子

⑸ 污水处理膜技术的发展阶段及现状！需要相关资料！

膜分离技术的发展和现状

膜分离是人们所掌握的最节能的物质分离（包括分级、纯化、精制、浓缩）技术之一。近三十年来发展极其迅速，已从单纯的海水与苦咸水脱盐、纯水及超纯水的制备、工业用水的回用，逐步拓展到环保、化工、医药、食品、航天等领域中，以每年大于10%的速率递增，发展前景备受关注。
自20世纪60年代Loeb和Saurirajan研制成功了世界第一张非对称型醋酸纤维素反渗透膜以来，大规模海水淡化就变成了现实；20世纪70～80年代开发的超滤、气体分离膜等也已进入工业应用；80～90年代建成无水酒精渗透气化装置，现已大规模推广应用于有机物的回收和脱水；90年代以来被称之为膜接触器（membrane contactor）的膜萃取、膜吸收、膜汽提（membrane-based striping）、膜蒸馏（membrane distillation）等，为膜技术全面溶入大化工(流程工业：包括石油化工、化工、精细化工、制药、食品、发酵工程)领域提供了技术支持；近几年来膜促进传递（facilitated transport）、膜反应器（membrane-reactor）、膜传感器（membrane sensor）、控制释放（controlled release）等膜技术发展很快，膜式燃料电池（membrane fuel cell）则成为当今发达国家探索研究的热点。
目前膜分离技术已被广泛地用于水处理领域如海水淡化、苦咸水脱盐、超纯水制取；医药工业，人工脏器如人工肾
（artificial kidney）、膜式氧合器（membrane oxygenator）、人工肝的制备，以及药剂的浓缩、提纯；食品工业，如果汁和果肉等的浓缩、饮料的灭菌和纯清、从家畜等动物的血液中提取蛋白质；石油化学工业，如天然气中回收氦，合成氨厂尾气中回收氢、石油伴生气二氧化碳的回收、轻烃气流中脱除硫化氢等；环境保护，如废水（电镀废水、印染废水、石油化工废水、食品制药工业废水）中有用物质的回收，以及城市生活污水和放射性废水的处理等。
膜与膜技术的应用领域十分广阔，在当今世界高技术竞争中，也占有极其重要的位置，特别是载人航天、大洋深海探索研究与开发中离不开它，因而深受发达国家的关注。欧盟、日本、美国等早年在膜材料的基础研究和应用开发方面投入大量人力、物力，加拿大、意大利、荷兰和英国等也在膜的基础研究和开发应用上做出了大量的贡献。这些国家（如美国的KOCH、GE、DOW、DuPont;荷兰的norit等公司）在膜元件的制备技术上处于绝对领先的地位。
中国膜科学技术开始于1958年离子交换膜的研究；20世纪60年代研究反渗透膜，曾组织全国海水淡化会战，大大促进我国膜科学技术的发展；70年代就已开发出反渗透（reverse osmosis）、超滤（ultrafiltration）、微滤（microfiltration）和电渗析（electrodialysis）等器件设备，随后投入工业应用；80年代起除继续发展液体分离之外，气体膜分离和渗透气化等已走过了开发和研究阶段，现在已进入工业应用阶段，其它新技术也在不断研究开发之中。
膜科学与技术的发展与应用可分为膜元件的制造、膜设备的研制、膜软件的研发、膜应用四个环节。膜制造商只保证膜本身的标准分离性能，即在规定测试条件下的分离性能；膜硬件与膜软件是膜分离工程公司的工作，膜分离工程公司首先根据市场需求和用户要求分离的物料性状和目标产物标准进行实验研究，在满足用户要求的条件下确定膜元件的种类和数量，膜分离稳定运行的条件和清洗恢复条件，这就是膜软件；膜硬件就是膜元件和膜设备，膜设备实质上是机电一体化设备，膜元件是膜分离设备的核心，设备的其它部分都是为膜元件分离功能的发挥提供运行条件（温度，压力，流速流量等）的；膜软件是靠膜硬件来运行的，膜硬件的设计制作基础是膜软件；膜用户只能按照与膜分离工程公司达成的一致严格执行《膜分离设备运行规范》的要求，将膜分离设备与自己流程的前后工序连接运行以达到自己对膜分离工序所确定的运行目标。近年来膜过程（膜软件、膜硬件）的国内市场已经进入成熟期（高速增长，价格稳定）。

膜技术的主要分离过程
国际理论与应用化学联合会（IUPAC）将膜定义为:一种三维结构，三维中的一度（如厚度方向）尺寸要比其余两度小得多，并可通过多种推动力进行质量传递。这样膜过程就应该被定义为以膜为介质进行质量传递的一种化工单元过程或化工单元操作；很显然膜分离属于化工单元操作。
膜分离技术按传质推动力可分为压力差、浓度差、温度差、电位差等推动力膜；按膜组件结构可分为平板（盒式）膜、螺旋卷式膜、中空纤维膜、管式膜等；按功能层材料可分为无机膜（陶瓷膜、金属膜、碳分子筛膜等）和有机膜。
微滤、超滤、纳滤（nanofiltration）与反渗透都是以压力差为推动力的液体膜过程，当膜两侧存在一定压力差时，可使一部分溶剂及小分子的组分透过膜，而微粒、大分子、盐的离子等被膜截留下来，从而达到分离目的。四个过程的透过机理基本相同，主要是被分离物颗粒或分子、离子的大小和所采用膜的结构与性能有所差异。按照国际理论与应用化学联合会（IUPAC）对这四种膜过程的定义，微滤（MF）是指大于0.1μm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;超滤（UF）是指不大于0.1μm大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程；反渗透（RO）是指高压下溶剂逆着其渗透压而选择性透过的膜过程；纳滤是指不大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程。微滤的压差范围为0.10～0.20MPa;超滤的压差范围为0.10～0.50MPa; 反渗透被用于截留溶液中的盐或其它小分子物质（分子量小于200），所施加的压力在2MPa左右，也可高达10MPa；纳滤用以分离分子量约为几百至几千的溶液组分，其压差范围为0.5～2.0MPa。
电渗析是在电场作用下使溶液中的阴、阳离子选择性地分别透过阴、阳离子交换膜，进行定向迁移的分离过程。该过程主要用于苦咸水脱盐、饮用水制备、工业用水处理等。近十多年来，开始应用于有机酸脱盐与纯化、废酸碱回收等；膜电解过程中，在两电极上存在电化学反应，并有气体产生，主要在氯碱工业中用于大规模生产离子膜级氢氧化钠。
气体分离膜是指在压力差下，利用气体中各组分在膜中渗透速率的差异，达到各组分分离的过程。气体分离膜已大规模用于合成氨厂的氮、氢分离，空气富氧、富氮，天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。
渗透气化与蒸汽渗透（vaper permeation）均是利用待分离混合物中某组分具有优先选择性透过膜的特点，使料液侧优先渗透组分以溶解-扩散透过膜而实现分离的过程。两者的差异在于渗透汽化过程采用负压操作，进料物流为液态，优先透过膜的组分在膜下游侧汽化，并在冷凝器中冷凝和收集；而蒸汽渗透采用正压操作，进料物流为气相，常为对膜具有相互作用的有机分子透过膜。渗透气化主要用于有机物脱水（亲水膜）、水中有机物的脱除（疏水膜）、有机混合物分离等方面的应用，被认为是最有希望取代高能耗精馏技术的膜过程，其中有机溶剂脱水及水中有机物脱除已有工业装置；蒸汽渗透适用于空气中有机溶剂的回收，随着环保意识的增强，蒸汽渗透将会获得较大的推广应用。
另外还有两类正在开发与推广应用的新型膜技术：一类是目前称之为膜接触器，包括膜基吸收、膜级萃取、膜蒸馏、膜基汽提等。在这些过程中，膜介质本身对待处理的混合物无分离作用，主要利用膜的多孔性、亲水性或疏水性，为两相传递提供较大而稳定的相接触面，可克服常规分离中的液泛、返混等影响，因而近十余年来，深受化工界的关注；另一类是以膜为关键技术的集成分离过程，包括膜与蒸馏、膜与吸附、膜与反应等相结合的集成过程，具有常规分离过程所不能及的优点，也正在受到重视和发展。
随着科学技术的发展，人们模仿生物膜的某些功能，研制出各种功能的合成膜，应用于日常生活与工业生产过程中。可以认为，膜产业已成为21世纪发展最快的高新技术产业之一。
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⑹ 离子交换膜的原理是什么

离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为
2R—SO3H＋Ca2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+

这也是硬水软化的原理。

阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为

R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-

由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。

离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。

⑺ 阴离子交换膜的发展前景

阴离子交换膜是新型能量转换装置的重要构成部分，其使用性能是否符合回要求是新能源电答池能否得到商业化应用的基本前提，所以各国对阴离子交换膜的研究争先恐后，相继开发出具有不同结构、应用于不同类型电池的电解质隔膜。我国中科院化物所及各高校也纷纷加大了电池及其膜材料的研究力度，近年来也取得了一定成果，这也是我国新能源技术研究与利用的重要组成部分 。

⑻ 化学问题什么是两性离子交换膜主要内容

两性离子交换膜在膜体结构中同时含有阳离子交换基团和阴离子交换基团的离子交换膜。回
这种膜答对某些离子具有高的选择性，主要用于分离和回收溶液中的微量金属，从非离子化物质溶液中除去浓度高的离子化杂质，如从糖液中除去氯化钠，从中草药溶液中除去铅离子，还可用于离子化物质的分离，如氯化钠与硫酸钠的分离。

⑼ 离子交换膜的特点是什么

1）离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜回。2）离子交换膜答按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。3）离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为： Li+＞Na+＞NH4+＞K+＞Rb+＞Cs+＞Ag+＞ Tl+＞Mg2+＞Zn2+＞Co2+＞Cd2+＞ Ni2+＞Ca2+＞Sr2+＞Pb2+＞Ba2+ 阴离子在阴膜中透过性次序为： F-＞CH3COO-＞HCOO-＞Cl-＞SCN-＞Br-＞ CrO4-＞NO3-＞I-＞(COO)2-(草酸根)＞SO42-4）离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。

⑽ 离子交换膜

一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。1950年W.朱达首先合成了离子交换膜。1956年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上。

离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有无机离子交换股，但其使用尚不普通)。它与离子交换树脂相似，都是在高分子骨架上连接一个活性基团，但作用机理和方式、效果都有不同之处。当前市场上离子交换膜种类繁多，也没有统一的分类方法。一般按膜的宏观结构分为三大类：
1. 非均相离子交换膜 由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合剂中，因而其化学结构是不均匀的。
2. 均相离子交换膜 均相离子交换膜系将活性基团引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构，本身是均匀的。其化学结构均匀，孔隙小，膜电阻小，不易渗漏，电化学性能优良，在生产中应用广泛。但制作复杂，机械强度较低。
3. 半均相离子交换膜 也是将活性基团引入高分子支持物制成的。但两者不形成化学结合，其性能介于均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。
此外，离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。