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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-06-15

雙極膜是一種新型離子交換復(fù)合膜,它通常由陽(yáng)離子交換層和陰離子交換層復(fù)合而成,用荷有不同電荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的復(fù)合條件下,可制成不同性能和用途的雙極膜,這些用途較基本的原理是雙極膜界面層的水分子在反向加壓時(shí)的離解(又稱(chēng)雙極膜水解離),即將水分解成氫離子和氫氧根離子。雙極膜電滲析就是基于上述的水解離和普通的電滲析原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它是以雙極膜代替普通電滲析的部分陰、陽(yáng)膜或者在普通電滲析的陰、陽(yáng)膜之間加上雙極膜構(gòu)成的。雙極膜電滲析的較基本應(yīng)用是從鹽溶液(MX)制備相應(yīng)的酸(HX)和堿(MOH),如圖所示,料液進(jìn)入如圖所示的三室電滲析膜堆,在直流電場(chǎng)的作用下,鹽陰離子(X-)通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入酸室,并與雙極膜離解的氫離子生成酸(HX);而鹽陽(yáng)離子(M+)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入堿室,在那里與雙極膜離解的氫氧根離子形成堿(MOH)。電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。為阻擋兩種氣體混合導(dǎo)致電池內(nèi)短路,電解質(zhì)通常為致密結(jié)構(gòu)。是否有報(bào)道寶雞長(zhǎng)信用多少Fumatech膜

雙極膜雖然是一種新膜(與其他高分子膜200余年發(fā)展歷史相比而言),但它的研究可追溯到50年代中期。其發(fā)展過(guò)程可劃分為三個(gè)階段:第1階段50年代中期至80年代初期,這是雙極膜發(fā)展十分緩慢的時(shí)期,雙極膜只是由兩片陰陽(yáng)離子膜直接壓制,性能很差,水分解電壓比理論壓降高幾十倍,應(yīng)用研究是以水解離為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)室階段;第二階段從80年代初至90初,由于雙極膜制備技術(shù)的改進(jìn),成功地研制了單片型雙極膜,其性能很大程度的提高,已經(jīng)在制酸堿和脫硫技術(shù)得到了成功應(yīng)用,這一階段出現(xiàn)了商品雙極膜;從90年代初至今是雙極膜得到迅猛發(fā)展的時(shí)期,隨著對(duì)雙極膜工作過(guò)程機(jī)理的深入研究,從膜結(jié)構(gòu)、膜材料和制備過(guò)程上進(jìn)行了重大改進(jìn),使制得的雙極性膜在性能上有較大提高,其中主要是對(duì)陰膜和陽(yáng)膜接觸界面的改進(jìn),從較初簡(jiǎn)單的“層壓型”或“涂層型”結(jié)構(gòu)到80年代初開(kāi)始出現(xiàn)的單片型結(jié)構(gòu),隨后又出現(xiàn)帶有中間“催化層”的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。我國(guó)在雙極膜的研發(fā)工作從上世紀(jì)90年代才開(kāi)始,起步比較晚,直到近幾年才出現(xiàn)了商品化雙極膜。雙極膜的應(yīng)用從化工行業(yè)已擴(kuò)展到生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源等諸多相關(guān)國(guó)際民生行業(yè)中,作為一種新型工具來(lái)解決這些領(lǐng)域中的技術(shù)難題。有誰(shuí)知道深圳綠航用多少Fumatech膜雙極膜是新型的離子交換復(fù)合膜,它通常由陽(yáng)離子交換層、中間界面親水層和陰離子交換層復(fù)合而成。

離子交換膜是一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過(guò)能力的高分子膜。因?yàn)橐话阍趹?yīng)用時(shí)主要是利用它的離子選擇透過(guò)性,所以也稱(chēng)為離子選擇透過(guò)性膜。離子交換膜按功能及結(jié)構(gòu)的不同,可分為陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質(zhì)復(fù)合物膜等類(lèi)型。離子交換膜的構(gòu)造和離子交換樹(shù)脂相同,但為膜的形式。離子交換膜可裝配成電滲析器而用于苦咸水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置(見(jiàn)圖)的淡化程度可達(dá)一次蒸餾水純度。也可應(yīng)用于甘油、聚乙二醇的除鹽,分離各種離子與放射性元素、同位素,分級(jí)分離氨基酸等。此外,在有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的純化、原子能工業(yè)中放射性廢液的處理與核燃料的制備,以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中,也都采用離子交換膜。離子交換膜在膜技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位,它對(duì)仿生膜研究也將起重要作用。

氫-氧燃料電池反應(yīng)原理這個(gè)反應(yīng)是電解水的逆過(guò)程。電極應(yīng)為:負(fù)極:H2+2OH-→2H2O+2e-。正極:1/2O2+H2O+2e-→2OH-。電池反應(yīng):H2+1/2O2==H2O。另外,只有燃料電池本體還不能工作,必須有一套相應(yīng)的輔助系統(tǒng),包括反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電性能控制系統(tǒng)及安全裝置等。燃料電池通常由形成離子導(dǎo)電體的電解質(zhì)板和其兩側(cè)配置的燃料極(陽(yáng)極)和空氣極(陰極)、及兩側(cè)氣體流路構(gòu)成,氣體流路的作用是使燃料氣體和空氣(氧化劑氣體)能在流路中通過(guò)。在實(shí)用的燃料電池中因工作的電解質(zhì)不同,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)與反應(yīng)相關(guān)的離子種類(lèi)也不同。離子交換膜在液流儲(chǔ)能電池、堿性陰離子交換膜燃料電池、新型超級(jí)電容器等方面的應(yīng)用也得到關(guān)注和研究。

電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中常伴隨著電極表面析氫、析氧和析氯的電極反應(yīng),這些析出的氣體會(huì)以氣泡形式吸附于電極表面,從而造成電極活性面積減少、電極表面電位和電流密度的微觀分布不均,產(chǎn)生電極極化。電極表面吸附的氣泡較多時(shí)會(huì)在電極表面形成氣膜,造成電極鈍化失活。電極表面析出的氣體也會(huì)以氣泡形式分散于電解液中,使電解液成為氣液混合體系,導(dǎo)致實(shí)際的導(dǎo)電率下降。要想保證反應(yīng)順利進(jìn)行,需提高槽電壓,這樣勢(shì)必增加過(guò)程能耗。同時(shí),電極表面吸附的氣泡也會(huì)與電極的主反應(yīng)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),從而導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)效率降低。氣泡對(duì)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程能耗及反應(yīng)效率的影響,使得電化學(xué)技術(shù)的工業(yè)化寬泛應(yīng)用受到限制。因此,尋求一種能消除電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中氣泡影響的技術(shù)尤為重要。從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來(lái)看,燃料電池是較有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。哪里可以查到Mcphy如何看待Fumatech膜

離子交換膜的性能是多方面的,必須根據(jù)膜的電化學(xué)性能、化學(xué)性能和物理力學(xué)性能對(duì)膜進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。是否有報(bào)道寶雞長(zhǎng)信用多少Fumatech膜

一膜層在另一膜層上流延成型法的基本過(guò)程是在陰離子交換膜層上覆蓋一層分散有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的聚合物溶液,或者在陽(yáng)離子交換膜層上覆蓋一層分散有陰離子交換樹(shù)脂的聚合物溶液,經(jīng)干燥而制得雙極膜。也可以直接用液態(tài)的離子交換材料,如二-(2-乙烯基-己基)-焦磷酸、三辛基甲基氯化銨等,代替離子交換樹(shù)脂分散的聚合物溶液。為了使兩膜層能結(jié)合緊密,在覆蓋前可對(duì)陰膜層或陽(yáng)膜層的表面進(jìn)行粗糙化處理,如砂紙打磨,表面壓花(紋),等離子體表面蝕刻等。是否有報(bào)道寶雞長(zhǎng)信用多少Fumatech膜

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