離子交換膜表面改性的研究——聚吡咯浸漬改性陽膜.pdf

1、離子交換膜因其獨特的選擇透過性而得以廣泛應(yīng)用，其中一項嶄新的應(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率普遍不高的制約:現(xiàn)有的商品膜無法完全阻擋氯離子通過膜體，致使泄露后的氯離子在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，造成嚴(yán)重的影響。因此，提高陽離子交換膜的選擇透過能力，即降低氯離子泄露率，成為該工藝大規(guī)模推廣過程中亟需解決的問題。
　　本試驗以

2、陽離子交換膜為基體，在鹽酸摻雜的情況下，利用吡咯在陽離子交換膜表面化學(xué)氧化聚合生成聚吡咯，對離子膜進(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)時間、氧化劑種類、氧化劑與單體的配比及摻雜劑的濃度的變化對陽離子交換膜改性效果的影響。試驗數(shù)據(jù)表明:上述五個因素的變化均對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）、聚合反應(yīng)溫度、聚合反應(yīng)時間、摻雜劑濃度四個因素，以氯離子泄露率為主要衡量指標(biāo)，進(jìn)行正交試驗。結(jié)果表明:(1)上述四個因素對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)時間為4.75小時。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、選擇透過性等各項指標(biāo)均較原膜得到了明顯改善。③紅外光譜的測試結(jié)果表明改性后聚吡咯與膜的結(jié)合效果良好。④電解后膜體自身無明顯性狀改變，且經(jīng)過連續(xù)電解204h時后，仍有一定地攔截氯離子的能力，電解使用壽命較原膜相比得以延長。⑤此改性方法應(yīng)用于其它類型的陽離子交換膜，同樣使膜的各項性