離子交換膜表面改性的研究——聚吡咯浸漬改性陽(yáng)膜.pdf

1、離子交換膜因其獨(dú)特的選擇透過(guò)性而得以廣泛應(yīng)用，其中一項(xiàng)嶄新的應(yīng)用是利用離子交換膜電解金屬鹽酸鹽溶液，獲得純度極高的電化學(xué)沉積金屬，即離子交換膜金屬電積工藝。該工藝性能優(yōu)越，但受商品離子交換膜選擇透過(guò)率普遍不高的制約:現(xiàn)有的商品膜無(wú)法完全阻擋氯離子通過(guò)膜體，致使泄露后的氯離子在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，造成嚴(yán)重的影響。因此，提高陽(yáng)離子交換膜的選擇透過(guò)能力，即降低氯離子泄露率，成為該工藝大規(guī)模推廣過(guò)程中亟需解決的問(wèn)題。
　　本試驗(yàn)以

2、陽(yáng)離子交換膜為基體，在鹽酸摻雜的情況下，利用吡咯在陽(yáng)離子交換膜表面化學(xué)氧化聚合生成聚吡咯，對(duì)離子膜進(jìn)行浸漬改性。以氯離子泄漏率、膜面電阻、含水率、交換容量四個(gè)重要的膜性能參數(shù)作為指標(biāo)，探究聚合反應(yīng)溫度、聚合反應(yīng)時(shí)間、氧化劑種類(lèi)、氧化劑與單體的配比及摻雜劑的濃度的變化對(duì)陽(yáng)離子交換膜改性效果的影響。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:上述五個(gè)因素的變化均對(duì)改性后離子膜的性能參數(shù)有著不同程度的影響，且可通過(guò)調(diào)整反應(yīng)條件，改變改性后的膜的參數(shù)。為探究聚吡咯的最佳改性

3、條件，選取氧化劑濃度（單體濃度一定時(shí)）、聚合反應(yīng)溫度、聚合反應(yīng)時(shí)間、摻雜劑濃度四個(gè)因素，以氯離子泄露率為主要衡量指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗(yàn)。結(jié)果表明:(1)上述四個(gè)因素對(duì)改性后離子交換膜的氯離子泄漏率這一參數(shù)的影響主次順序是:氧化劑濃度、反應(yīng)溫度、摻雜劑濃度、反應(yīng)時(shí)間;(2)最佳改性條件組合:氧化劑三氯化鐵的濃度為0.16mol/L，摻雜劑濃度為0.085mol/L，聚合反應(yīng)溫度為33℃，聚合反應(yīng)時(shí)間為4.75小時(shí)。在上述條件下:①改性后離子交

4、換膜的顏色呈黑色，外表光滑、平整，厚度均勻，氯離子泄露率為2.09％，僅占原膜氯離子泄漏率的22.22％。②改性后膜的親水性能、機(jī)械性能以及耐酸、耐腐蝕性、能耗、選擇透過(guò)性等各項(xiàng)指標(biāo)均較原膜得到了明顯改善。③紅外光譜的測(cè)試結(jié)果表明改性后聚吡咯與膜的結(jié)合效果良好。④電解后膜體自身無(wú)明顯性狀改變，且經(jīng)過(guò)連續(xù)電解204h時(shí)后，仍有一定地?cái)r截氯離子的能力，電解使用壽命較原膜相比得以延長(zhǎng)。⑤此改性方法應(yīng)用于其它類(lèi)型的陽(yáng)離子交換膜，同樣使膜的各項(xiàng)性