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离子交换膜论文

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离子交换膜论文

燃料电池中才会用到,使得阳离子或者阴离子单项通过,使反应能够持续进行。

质子交换膜是只允许水和质子(或称水合质子,H3O+)穿过的膜。 原理简单说就是:水合质子同质子交换膜中的磺酸基结合,然后从一个磺酸基到另一个磺酸基,最终到达另一边。理论上只允许水和质子通过,但实际上一些阳离子、小分子有机物也可能会通过质子交换膜膜材料的改进及应用质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点,被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。在燃料电池内部,质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道,使得质子经过膜从阳极到达阴极,与外电路的电子转移构成回路,向外界提供电流,因此质子交换膜的性能对燃料电池的性能起着非常重要的作用,它的好坏直接影响电池的使用寿命。迄今最常用的质子交换膜(PEMFC)仍然是美国杜邦公司的Nafion®膜,具有质子电导率高和化学稳定性好的优点,目前PEMFC大多采用Nafion®等全氟磺酸膜,国内装配PEMFC所用的PEM主要依靠进口。但Nafion®类膜仍存在下述缺点:(1)制作困难、成本高,全氟物质的合成和磺化都非常困难,而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解,使得成膜困难,导致成本较高;(2)对温度和含水量要求高,Nafion®系列膜的最佳工作温度为70~90℃,超过此温度会使其含水量急剧降低,导电性迅速下降,阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题;(3)某些碳氢化合物,如甲醇等,渗透率较高,不适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。因此,为了提高质子交换膜的性能,对质子交换膜的改进研究正不断进行着。从近两年的文献报道看,改进方法可采用以下几种方法:(1)有机/无机纳米复合质子交换膜,依靠纳米颗粒尺寸小和比表面积大的特点提高复合膜的保水能力,从而达到扩大质子交换膜燃料电池工作温度范围的目的;(2)对质子交换膜的骨架材料进行改进,针对目前最常用的Nafion®膜的缺点,或在Nafion®膜基础上改进,或另选用新型骨架材料;(3)对膜的内部结构进行调整,特别是增加其中微孔,以使成膜方便,并解决催化剂中毒的问题。另外,除了这3种改进,现有的许多研究都或多或少的采用了纳米技术,使材料更小,性能更佳。以下对采用这三种方法的文献进行简要介绍。(1)有机/无机纳米复合质子交换膜2003年12月4日公开的Columbian化学公司世界专利WO2003100884揭示了一种磺酸导体聚合物接枝碳材料。其制作工艺为将含杂原子的导体聚合物单体在碳材料中氧化聚合,并磺化接枝,该方法也可进一步金属化聚合物接枝的碳材料。含碳材料可以是碳黑、石墨、纳米碳或fullerenes等。聚合物为聚苯胺、聚吡咯等。其质子电导率为9×10-2S/cm(采用Nafion-磺酸聚苯胺测试)。国内较多专利均采用类似方法。如2003年6月公开的清华大学中国专利CN1476113,将膜基体含磺酸侧基的芳杂环聚合物加到溶剂中,形成均匀混合物后,加入无机物,形成悬浮物。通过纳米破碎技术对该悬浮物进行破碎,得到分散均匀的浆料,用浇注法制膜。其形成的膜结构均匀、相当致密。它不但能良好地抗甲醇渗透,还具有良好的化学稳定性和质子传导性,甲醇渗透率小于5%。(2)对膜骨架聚合物材料进行改进《Journal of Membrane Science》杂志2005年刊登了香港大学发表的论文,其采用原位酸催化聚合法,将Nafion和聚糠醇共聚,由该材料制备的质子交换膜明显改善了还原甲醇流量,其质子电导率为0848S/cm。2004年公开的中山大学中国专利CN1585153,介绍了一种直接醇类燃料电池的改性质子交换膜的制备方法。所述制备方法是以市售的磺化树脂为原料,并加入无机纳米材料,通过流延法、压延法、涂浆法或浸胶法等成膜方法来制备质子交换膜。(3)对膜的内部结构进行调整《Elctrochimica Acta》杂志2004年刊登了韩国Gwangju科技学院的论文,其采用了选择改进型聚合物为质子交换膜,其选用了磺化聚苯乙烯-b-聚(乙烯-γ-丁烯)-b-聚苯乙烯共聚物(SSEBS),在微观形态下观察,呈现出纳米结构离子通道,这种质子交换膜的电抗性比普通质子交换膜更优异。2001年公开的由华中科技大学申请的中国发明专利CN1411085,其在一块厚度h≤1mm的陶瓷薄膜构上有序分布有若干微孔,其孔径n≤2mm,微孔遍布整个陶瓷薄膜,在所述陶瓷薄膜的微孔内填充有高电导率的电解质。孔径n最好为纳米数量级。该质子交换膜的制备方法为:首先在厚度h≤1mm金属薄膜上制备有序微孔;再用电化学方法或其它方式氧化成陶瓷薄膜;然后在陶瓷薄膜的微孔中填充高电导率的电解质。这种方法成膜容易,制造成本低的特点,并且可以通过提高质子交换膜的工作温度解决催化剂中毒的问题。 此外,近期国外报道的一些质子交换膜制造方法还有:WO200545976为Renault公司于2005年5月19日申请的有关离子导体复合质子交换膜的专利,其揭示了一种离子导体复合膜的制造方法,包括a)组合电子和离子性非导体聚合物,或在溶液或熔融状态下将低熔点盐与至少两种聚合物混合;b)与硅土水解类有机前驱体结合;c)与相适合的杂多酸有机溶液混合,铸造成膜,特别是成薄膜状,厚度为5~500微米,具有平滑表面,离子导体孔道为纳米级。其中聚合物选择为聚砜类和聚酰亚胺树脂。最终质子电导率为433k,100%RH条件下测试,达到(1~8)×10-2S/cm。2005年3月10日公开的SABANCI大学世界专利WO200521845,使用了一种金属涂层的纳米纤维,此外还涉及电子纺纱纳米纤维的金属涂层工艺。表1和表2分别列出了以上新方法所采用的材料、质子电导率及最终燃料电池的性能。但目前对新方法的研究还未成熟,有一些缺点还有待进一步完善。例如:在添加无机物后复合膜会变脆且硬,成膜性变差,所以复合膜中有机物与无机物之间的适当比列变得尤其重要,这也是今后研究方向之一,此外,加入纳米粒子后,在膜的综合性能,如纳米粒子的分散性能、控制反应能量方面的研究也值得进一步关注。

磁技术--来自美国麻省理工加载絮凝磁分离:工艺的变革工艺原理BFMS技术是在传统的絮凝工艺中,加入磁粉,以增强絮凝的效果,形成高密度的絮体和加大絮体的比重,达到高效除污和快速沉降的目的。磁粉的离子极性和金属特性,作为絮体的核体,大大地强化了对水中悬浮污染物的絮凝结合能力,减少絮凝剂用量,在去除悬浮物,特别是在去除磷、细菌、病毒、油、重金属等方面的效果比传统工艺要好。由于磁粉的比重高达0×10³kg/m³,大约是砂子的两倍,混有磁粉的絮体比重增大,絮体快速沉降,速度可达20米/时以上,整个水处理从进水到出水可在10分钟左右完成。污泥中的磁粉,利用磁粉本身的特性使用磁鼓进行分离后回收并在系统中循环使用。高梯度磁过滤器捕集流过水中的残余微小颗粒,磁过滤器依照设定的要求被自动清洗,以达到高度净化出水的目的。根据在美国采用BFMS作深度水处理的报告,磁过滤器可达到去除26纳米病菌。磁粉的回收大大降低了处理成本,加上其本身设备的价格、灵活、广泛性等优势,虽然引进不到一年,已经受到了污水行业的极大关注。 在当前水污染的严竣形势和国家利好政策的共同作用下,如何使污水处理更加低能耗、高效率、低成本、简单的操作、灵活的运行管理以及处理中水回用等则显得尤为重要及迫切。就目前来说,磁分离技术是最经济、效率最高、成本最低的工艺磁分离工艺优势: 1、磁分离技术的突破不同于传统的生物处理工艺;耐冲击负荷能力强;处理效果媲美超滤膜处理效果。 2、前期投资比传统工艺设备低;后期运行成本小。 3、占地少;处理污水500吨/日仅相当于大巴车,2万吨/日占地400平米,加附属设施共700平米左右。 4、实际运行效率达标;工艺操作便捷;设备使用寿命长;除正常维护外,无须因更换部件而造成高昂的二次投资。 5、应用范围极广:城市污水和各种企业废水及饮用水,河段污水处理。

离子交换膜是一种选择性透过的膜,比如阳离子交换膜,就只能有阳离子通过,阴离子就不行。他的原理是通过成膜材料上面的基团,通过对离子的结合和分离,形成一条条离子通道。比如质子交换膜,通常会有一些易于质子结合的强电解质基团,比如磺酸根,质子很容易和基团结合,也很溶液分离,使得质子顺利通过膜。而驱动力可能是膜两侧的压力差、浓度差或者电势差等。用途一般是电化学上的应用,比如燃料电池。氯碱工艺。燃料电池要用质子交换膜这个不准确,目前只有pemfc和dmfc是用质子交换膜的。它的原理上面简单说过了,你可以配合图看看书。他的作用是让质子通过,形成电流,同事阻隔正负极的氧化剂和燃料。用了他和没有用比有什么好处,这个问题只能说它是燃料电池的一个必须的组成部分,没有它电池根本都不工作。有问题再问我吧

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根据工业清洗中对水质的要求,确定从原水中所需清除的杂膊箝印以采用不同的处理方法和步骤进行净化。1.悬浮物的清除 (1)沉降法 为了清除原水中的泥砂、尘土、胶体等悬浮状的杂质,通常先采用沉降法,通过静置,借助重力使较大颗粒的悬浮物沉降,加以清除。 (2)絮凝法 对于细微的悬浮物,单靠沉降无法快速分离除净。要加入适当的絮凝剂——能使溶胶等细微的悬浮物变成絮状沉淀的凝结剂,通过吸附作用,使细小颗粒的粘土、胶体等聚集起来,形成直径1炉左右的聚集体;再经过化学粘结使聚集体变大,进一步形成絮状体,呈绒毛状,在重力的作用下发生共沉降,通过澄清或过滤而清除。 a.常用的絮凝剂 常用的无机?昆凝剂有硫酸铝Al2(SO4)3•18H20、氯化铝A1Cl3、铝钾矾Al(S04)3•K2SO4•24H20、铝铵矾Al2(S04)3•(NH3)2S04•24H20、硫酸铁P句(S04)3和绿矾FeS04•H20等。常用的有机混凝剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯甲基醚、水溶性淀粉等高分子化合物。 b.絮凝剂的作用机理 如上所述,无机絮凝剂主要是易于水解的金属盐。金属离子在水中水解,形成单核或多核的羟基配合离子[Fe(H20)50H]2 、[Fe(H20)4(OH)2] 、[Al(H2O)5OH]2 、[Al(H2O)4(OH)2]等。 这些水解产物具有混凝作用,能压缩表面带负电荷的颗粒的双电层,使其所带净负电荷减少。一旦铝离子、铁离子形成絮状的氢氧化物时,即携带粘土等悬浮物共同沉淀;或者通过吸附架桥伤用,把悬浮颗粒连在、一起形成聚集体。 有机高分子絮凝剂的絮凝机理:当作为絮凝剂的高分子化合物的分子和悬浮微粒相接触时,絮凝剂的一个或多个基团吸附于悬浮粒子的表面,絮凝剂分子的其余部分留在溶淹中。当一个絮凝剂的分子同时以多个基团吸附悬浮粒子时,就发生如凰4-3所示的架桥作用,把悬浮粒子聚集在一起;并因重力作用而沉降。环氧树脂胶黏剂,电子灌封料,电子灌封胶,不饱和-聚酯树脂,云石胶,大理石胶,人造石,2号促进剂,5号固化体系,196,191,呋喃树脂,市场-行情,信息交流---中国树脂在线(3)过滤法 通过各种方法沉降后的水,流过由细砂和活性炭等所组成的过滤池,过滤去沉降下的固体。 图4-3 高分子絮凝剂对悬浮粒子的架桥作用示意 2.硬化的软化硬水经过技术处理使硬度降低或转变成软水的过程称为硬水的软化。硬水软化的主要方法如下所述。(1)加热法 把硬水加热,使溶于水的Ca(HC03)2、Mg(HC03)2转变为难溶的CaC03、MgC03从水中沉淀出来而清除。Ca(HC03)2=CaC03 C02↑ H20Mg(HC03)2=MgC03 C02↑ H20(2)蒸馏法 把水加热蒸馏,除去水中的钙镁离子,同时除去其他杂质。(3)石灰苏打法 加入石灰水或苏打(Na2C03)中和碳酸氢盐,使钙镁离子转化为碳酸盐沉淀除去:Ca(HC03)2 Ca(OH)2=2CaC03↓ 2H2O Mg(HC03) 2Ca(OH)2=Mg(OH)2 2CaC03↓ 2H20Ca(HC03)2 Na2C03=CaC03↓ 2NaHC03Mg(HC03)2 Na2C03=MgC03↓ 2NaHC03(4)离子交换法 用离子交换树脂(磺化煤、沸石、高分子离子交换树脂等)除去钙镁离子。离子交换树脂是由不溶于水的交换剂本体和能在水中离解的活性交换基团两部分组成的。例如,常用的苯乙烯型离子交换树脂,其交换剂本体是苯乙烯和部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。其分子中含有的活性基团——磺酸基(—S03-Na )或季铵基[一N (CH3)3Cl-]分别具有交换阳离子或阴离子的性能。离子交换树脂一般为颗粒状或球状固体,不溶解于水和其他普通溶剂。 环氧树脂胶黏剂,电子灌封料,电子灌封胶,不饱和-聚酯树脂,云石胶,大理石胶,人造石,2号促进剂,5号固化体系,196,191,呋喃树脂,市场-行情,信息交流---中国树脂在线离子交换枷旨按分子内所含酸性基团和碱性基团,分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。又可以按所含酸性基团或碱性基团的强弱,分为强酸、强碱、弱酸、弱碱,并加以编号。其中具有交联度的,在编号后标出。 例如,含12%二乙烯苯的磺酸型阳离子交换树脂,标为强酸1 ×120 。当离子交换树脂和含某些离子的溶液接触时,即发生离子交换作用,从而能够除去溶液中的某些离子。例如当硬水流过阳离子交换树脂时,水中的钙离子、镁离子和阳离子交换树脂上的活性基团——钠离子发生交换,并被吸附:¤—(S03Na)2 Ca2 →¤—(S03)2•Ca 2Na 阳离子交换树脂在与钙、镁离子交换的同时,也和水中的其他金属阳离子交换。水经过阴离子交换树Ⅱ旨和陌离子交换树脂交换后,水中电解质的阴、阳离子基本被清除,所得到水称为去离子水。如果使用后的离子交换树脂上的钠离子全被钙离子或镁离子所交换,就失去再交换的能力,即失效。必须经过再生处理,使之重新恢复交换能力。 通常用食盐为再生剂。再生时先用净水洗涤离子交换树脂;再用质量分数10%氯化钠水溶液浸泡,使离子交换树脂上吸附的钙、镁离子解吸,再排除用过的氯化钠溶液,发生上述的逆反应: ¤—(S03)2 Ca =¤—(S03Na)2•Ca2 去离子水的成本比蒸馏水低,广泛用作锅炉水、精密仪器和设备清洗剂的溶剂、清洗后的漂洗水等介质。 3.纯水的制备 在一定程度上去除了各种杂质的水为纯水。 离子交换法主要去除水中的强电解质离子。水中还有弱电解质、溶解气体、各种胶体、有机物、微生物等杂质。 (1)纯水的等级 按照水中杂质舶去除程度,纯水可分为不同的等级——除盐水、纯水、超纯水等。 a.除盐水 除去水中的绝大部分强电解质,含盐量1~5mg/L的水。 b.深度除盐水——纯水 除去水中各种电解质,含盐量小于 1.0mg/L的水。 c.超纯水 除去水中电解质、胶体、有机物、微生物等杂质,含盐量小于0.1mg/L的水。(2)纯水的生产过程 纯水生产的基本过程包括如下步骤。a.前处理 包括絮凝、沉淀、过滤等使较大颗粒的杂质先行清除,减少后续处理工序的负荷。b.离子交换处理 用离子交换技术除去水中溶解的离子性杂质。 c.超滤膜处理 清除水中微生物、有机物等杂质。d.半透膜反渗透处理 除去溶解于水的蛋白质等极细的杂质。e.紫外线处理 用以杀灭水中尚存的细菌、病毒等。中国树脂RESIN在-线联系业内精英,不饱和聚酯树脂 | 酚醛树脂 | 其他化工产品 | 环氧树脂固化剂 超纯水的大致处理过程见图4—4所示。为了保证超纯水的高纯度,必须注意所有生产和存放设备的材料对其可能造成的污染。即使是玻璃、不锈钢等耐水溶解的材料,也有微小的溶解。对超纯水要求很高的生产部门,必须使用更为耐教的氟树脂高分子材料制的设备。所保存的超纯水,应与大气隔绝,避免空气中的可溶性气体、灰尘等的污染。300字你可以自己化简,我不知道有用不,全拷了。

2010年第四期《硫酸工业》杂志上介绍了一种叫做“树脂激活”的技术,运用效果比较好;论文名称:《脱盐水离子交换树脂激活技术的应用》论文地址:-LSGYhtm 希望对你有帮助!

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这个问题问的好 我能举出一大堆:Angewandte Chemie International EditionChemical CommunicationsChemical ReviewsChemistry - A European JournalEuropean Journal of Organic ChemistryJournal of the American Chemical SocietyJournal of Organic ChemistryOrganic LettersTetrahedronTetrahedron Letters无机的:Dalton TransactionsInorganic ChemistryInorganic Chemistry Communications当然:Angewandte Chemie International EditionChemical CommunicationsChemical ReviewsJournal of the American Chemical Society等也接受无机的稿子以上列举只是很少一部分,Angewandte Chemie International EditionJournal of the American Chemical Society都是化学一级学科顶尖杂志,很有影响力 以上为国外的,国内有名的比较少《应用化学》《物理化学》等

有机化学研究,不知道是不是你要的

中国化学会主编的一系列好多。比如说《应用化学》《物理化学》等等。这些大学的图书馆应该都有

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