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关注电化学试题中离子交换膜的考查

高中数理化 2023年第24期 54-55页

作者：许丽永江苏省新沂市第一中学

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,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.根据透过的微粒可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等.其主要作用是平... 详细信息

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,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.根据透过的微粒可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等.其主要作用是平衡整个溶液的离子浓度或电荷,同时,也可隔离某些物质防止发生反应,用于物质的制备、分离、提纯等.

关键词：离子交换膜选择透过性高分子膜离子基团离子浓度电化学试题

基于细菌纤维素的阳离子交换膜在水系有机液流电池中的应用研究

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膜科学与技术 2019年第6期39卷 1-7页

作者：丁亮侯剑秋杨正金吴亮徐铜文中国科学技术大学

选用细菌纤维素作为骨架,通过原位聚合的方法将苯乙烯磺酸钠和苯乙烯的共聚物引入骨架中,增加致密度的同时引入正电荷,从而制备出高效阳离子交换膜.将膜应用在蒽醌体系液流电池中,最大功率密度达到185 mW/cm^2.电池在经过200圈连续充放... 详细信息

选用细菌纤维素作为骨架,通过原位聚合的方法将苯乙烯磺酸钠和苯乙烯的共聚物引入骨架中,增加致密度的同时引入正电荷,从而制备出高效阳离子交换膜.将膜应用在蒽醌体系液流电池中,最大功率密度达到185 mW/cm^2.电池在经过200圈连续充放电循环后,库伦效率和能量效率分别维持在99%和80%以上,平均每圈的容量保持率为99.81%,与Nafion膜性能有可比性.通过调整活性电解质浓度发现,负极电解质的渗透是容量衰减的主要原因.

关键词：离子交换膜储能技术细菌纤维素水系有机液流电池

具有不同自由离子的离子交换膜对MFC性能的影响

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水处理技术 2016年第8期42卷 69-73,78页

作者：麻继臻耿慧毕慧平胡朝霞陈守文南京理工大学环境与生物工程学院江苏南京210094

将4种具有不同自由离子的离子交换膜,即阳离子交换膜的H+型(CEM-H)和Na+型(CEM-Na)、及阴离子交换膜的Cl-型(AEM-Cl)和OH-型(AEM-OH),作为分离膜应用于微生物燃料电池(MFC)。结果表明,4种膜的电导率呈顺序为CEM-H>CEM-Na>AEM-OH>AEM-Cl... 详细信息

将4种具有不同自由离子的离子交换膜,即阳离子交换膜的H+型(CEM-H)和Na+型(CEM-Na)、及阴离子交换膜的Cl-型(AEM-Cl)和OH-型(AEM-OH),作为分离膜应用于微生物燃料电池(MFC)。结果表明,4种膜的电导率呈顺序为CEM-H>CEM-Na>AEM-OH>AEM-Cl,与之相对应的MFC产电性能呈相同的顺序。采用CEM-H的MFC产电性能最好,最大功率密度可达899 m W/m2;同时膜性能的不同导致MFC的库伦效率、阳极p H等存在差异。电化学阻抗谱(EIS)研究表明,在电池运行过程中阴离子交换膜的污染造成了较大的内阻,严重影响了其MFC的产电性能。

关键词：微生物燃料电池离子交换膜膜污染

聚合物对离子交换膜脱盐性能的影响及其污染特性

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中国给水排水 2013年第15期29卷 29-33,38页

作者：陈珊李永明于水利同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 武汉市城乡建设委员会市政工程质量监督站湖北武汉430015

通过自制的电渗析(ED)装置,从聚合物(部分水解型聚丙烯酰胺,HPAM)浓度、操作电压以及进水流速等方面研究了HPAM对离子交换膜脱盐性能的影响,并结合HPAM在膜上的吸附情况,分析了其污染特性。结果表明,聚合物对离子交换膜的脱盐性能有显... 详细信息

通过自制的电渗析(ED)装置,从聚合物(部分水解型聚丙烯酰胺,HPAM)浓度、操作电压以及进水流速等方面研究了HPAM对离子交换膜脱盐性能的影响,并结合HPAM在膜上的吸附情况,分析了其污染特性。结果表明,聚合物对离子交换膜的脱盐性能有显著的影响,聚合物浓度的增加会加大HPAM的单位膜面积吸附量,加剧膜污染,降低膜脱盐效率;升高操作电压,同样会促进HPAM在膜上的吸附,但不及对溶液离子迁移的影响,脱盐效果虽得到提高,但能耗增加;提高进水流速,可以减少HPAM在膜上的吸附,减轻膜污染,同时提高离子扩散速率,增强脱盐效果,但增强幅度不如提高电压的明显,且在一定范围内对能耗的影响不显著。另外,SEM分析发现,阴膜污染相比阳膜更为严重,且FTIR分析验证了膜表面的污染物质为HPAM。

关键词：聚合物离子交换膜脱盐性能污染特性

低温等离子体处理改性阴离子交换膜对柠檬酸选择透过性影响

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应用化工 2019年第S2期48卷 1-5页

作者：李昕丁昀云倩杨庆兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心甘肃兰州730070

以柠檬酸-硫酸钠混合溶液模拟无机电解质-有机电解质混合溶液体系,利用低温等离子体技术,对电渗析核心部件-阴离子交换膜进行等离子体丙烯酰胺接枝改性,提高膜表面荷电性及交联程度,强化孔径筛分效应及同性电荷排斥效应,提高阴离子交换... 详细信息

以柠檬酸-硫酸钠混合溶液模拟无机电解质-有机电解质混合溶液体系,利用低温等离子体技术,对电渗析核心部件-阴离子交换膜进行等离子体丙烯酰胺接枝改性,提高膜表面荷电性及交联程度,强化孔径筛分效应及同性电荷排斥效应,提高阴离子交换膜对无机电解质盐类与有机电解质混合物的选择性能,增加电渗析对无机电解质-有机电解质混合体系的分离精度和效率。由于等离子体改性选取4因素(膜接枝时间、辉光放电电流大小、放电电流时长、丙烯酰胺接枝液浓度),8水平作为研究条件,试验工作量太大,故采用均匀试验设计方法进行研究,以柠檬酸为考察指标,研究改性膜对柠檬酸和无机电解质选择透过性影响。并利用DPS数据处理软件进行统计分析并得到最优组合。研究结果表明:膜接枝时间对实验结果影响最为显著,在离子交换膜接枝时间为70 min,放电时间为2 min,接枝浓度为2%,放电电流为4.1 A的条件下。柠檬酸损失率最小为26.3%,损失率较原膜36.2%降低9.9%,电渗析对混合体系的选择分离性能有了一定程度提高。

关键词：无机电解质有机电解质均匀实验低温等离子体改性离子交换膜电渗析

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我国离子交换膜的生产与应用

离子交换与吸附 1998年第1期14卷 86-91页

作者：何炳林徐铜文李向华 300071 南开大学高分子化学研究所!天津

本文综述了国内离子交换膜的生产与应用，提出了离子交换膜今后发展的方向。

关键词：离子交换膜领域电渗析两性膜异相均相

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面向燃料电池和液流电池的高性能离子交换膜

膜科学与技术 2021年第6期41卷 162-171,181页

作者：杨正金左培培李圆圆徐铜文中国科学技术大学应用化学系合肥230026

离子交换膜中离子的快速、选择性传递是发展高性能燃料电池和液流电池亟需解决的关键科学问题,离子传递过程与膜微观结构密切相关,如何通过聚合物分子结构设计在膜内部构筑高效的离子传导通道是解决这一问题的关键.从膜结构设计角度,总... 详细信息

离子交换膜中离子的快速、选择性传递是发展高性能燃料电池和液流电池亟需解决的关键科学问题,离子传递过程与膜微观结构密切相关,如何通过聚合物分子结构设计在膜内部构筑高效的离子传导通道是解决这一问题的关键.从膜结构设计角度,总结了近几年针对该问题提出的离子交换膜结构设计策略,包括增加功能侧链旋转特性或引入次级相互作用诱导相分离、引入主客体相互作用构建热响应型离子通道、抑制分子链紧密堆叠构筑限域微孔通道等,并重点介绍了所制备离子交换膜的关键性质,以及这些离子交换膜在燃料电池或液流电池中的应用.

关键词：离子交换膜燃料电池液流电池储能能源转化

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EDI过程中离子交换膜的性能变化及其影响

天津工业大学学报 2014年第1期33卷 10-14页

作者：李庭青管山王宗恒赵世怀天津工业大学环境与化学工程学院天津300387

采用衰减全反射红外(ATR-IR)法测定离子交换膜内交换基团的变化,利用扫描电镜(SEM)观察离子交换膜的表面形貌;采用交流阻抗(AC)法测量膜的电阻,并通过在线测定的方式分析离子交换膜性能变化对EDI过程的影响.结果表明:离子交换膜在EDI过... 详细信息

采用衰减全反射红外(ATR-IR)法测定离子交换膜内交换基团的变化,利用扫描电镜(SEM)观察离子交换膜的表面形貌;采用交流阻抗(AC)法测量膜的电阻,并通过在线测定的方式分析离子交换膜性能变化对EDI过程的影响.结果表明:离子交换膜在EDI过程中存在结垢和部分季铵基降解为叔胺基的行为;浓缩室阴膜表面发生结垢后旧膜的面电阻较新膜要高45%以上;通过更换膜堆内阴离子交换膜,发现在相同电流情况下,新的EDI膜堆拥有较高的产水电阻率值和较低的电压值.

关键词：电去离子离子交换膜污染部分降解面电阻电流分布 electrodeionization (EDI)

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电化学中的离子交换膜常见题型归类例析

高中数理化 2023年第8期 60-61页

作者：陈宏伟山东省青岛胶州市实验中学

电化学题目是近几年高考试题中的考查热点.在电化学装置中涉及离子交换膜的试题,深入考查学生对原电池和电解池工作原理的认识,很好地体现了新课标理念.本文结合典型例题对涉及离子交换膜的题型进行分类例析,以供学生复习参考.离子交换... 详细信息

电化学题目是近几年高考试题中的考查热点.在电化学装置中涉及离子交换膜的试题,深入考查学生对原电池和电解池工作原理的认识,很好地体现了新课标理念.本文结合典型例题对涉及离子交换膜的题型进行分类例析,以供学生复习参考.离子交换膜又称为离子选择透过性膜,常见的类型有阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜等.离子交换膜的作用是使离子选择性定向迁移,以平衡整个溶液的离子浓度或电荷,防止副反应的发生,避免影响所制取产品的质量,也可以用于物质的制备、分离、提纯等.

关键词：离子交换膜新课标理念电化学装置选择透过性离子选择性定向迁移电解池原电池