基于表面改性的单价选择性阳离子交换膜性能强化研究

发布时间：2024-02-04 01:30

　　随着化工生产的进步、饮用水处理难度的加大以及水产品等级要求的进一步提高,人们对电渗析技术的期望也随之增加。单价选择性阳离子交换膜作为选择性电渗析的核心组件已经在盐湖提锂、海盐精制、废酸回收以及能源等方面得到广泛应用。然而,膜的单价选择性以及其与离子通量之间存在的Trade-off效应成为制约单价选择性离子交换膜技术进一步发展的瓶颈。因此,如何有效提高膜的单价选择性以及缓解选择性传质过程中单价离子通量的损耗成为选择性电渗析的关键。本文系统地论述了近年来在解决“提高膜的单价离子选择性”和“缓解通量与单价选择性之间的Trade-off效应”问题方面的研究进展,并提出了基于表面静电、水合能垒强化以及表面结构与静电力能垒协同调控的三种策略,通过制备不同功能化的改性层,实现了离子交换膜的高单价阳离子选择性并且缓解了选择性和单价离子通量之间存在的Trade-off效应。基于强化表面静电能垒实现膜性能强化的思路,以磺化聚苯砜(SPPSU)为底膜,采取先原位聚合沉积聚苯胺,然后使用碘甲烷季铵化的方法制备了PANi-Qn膜。通过控制季铵化程度调节聚苯胺层的荷正电荷密度,达到限制多价阳离子迁移和调节单价阳离...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1单价阳离子选择性电渗析的工作原理图[2]

浙江工业大学硕士学位论文2换膜的选择透过性，优先选择透过单价离子B+，而阻碍多价离子Mn+的迁移，达到分离单/多价阳离子（B+/Mn+）的目的（如图1-1所示）[2]。作为单价阳离子选择性电渗析的核心，单价选择性阳离子交换膜在其中扮演着不可替代的作用。20世纪70年代初，日本便优....

图1-2UiO-66-NH2膜的制备图与分离原理图[65]

浙江工业大学硕士学位论文4（1）基于斯托克斯水合半径的孔径筛分效应在水溶液中离子以水合离子形式存在，不同离子由于自身体积、所携带电荷量不同，其对于外围水分子的结合能力与束缚能力均不相同，因此如表1-1所示，每种离子拥有不同的斯托克斯水合半径[15]。水合离子进入离子交换膜是一个脱....

图1-3表面荷电氧化石墨烯膜的分离原理图[21]

基于表面改性的单价选择性阳离子交换膜性能强化研究5图1-3表面荷电氧化石墨烯膜的分离原理图[21]Figure1-3.Separationschematicdiagramofsurfacechargedgrapheneoxide(GO)membrane又如Ruan等通过沉积磺化多....

图1-4基于磺化多巴胺的单价选择性阴离子交换膜制备与分离原理图[22]

基于表面改性的单价选择性阳离子交换膜性能强化研究5图1-3表面荷电氧化石墨烯膜的分离原理图[21]Figure1-3.Separationschematicdiagramofsurfacechargedgrapheneoxide(GO)membrane又如Ruan等通过沉积磺化多....

本文编号：3894971