吡啶及其衍生物制备阴离子交换膜以及传质特性的研究.pdf

摘要离子交换膜是一种膜状的离子交换树脂。其用途非常广泛,其中比较重要的有海水淡化、苦咸水脱盐等。然而分离同电荷同价态的离子仍存在较大离子交换膜的种类不同,相应的制备方法也不尽相同。其中均相阴离子交换膜的制备比较困难,原因之一是氯甲基化时需要使用剧毒物质一氯甲醚,因此探索不使用氯甲醚而制备阴离子交换膜的路线非常必要。同时随着工业生产对离子交换膜要求的提高,对具有高热稳定性、化学稳定性、机械稳定性以及较低膜电阻的高选择性膜的需求也日益增多。用吡啶或其衍生物一乙烯基吡啶约谆寤木,欢谆籰,槐匠叛そ邪坊梢缘玫较盗幸趵胱咏换荒ぁK票傅囊膜对各种具有不同水合自由能的一价阴离子有着较好的分离效果。本论文共包括六章。第~章是绪论,对离子交换膜作简要介绍,包括离子交换膜的分类和制备以及应用与发展。最后提出本论文的设计思想和论文第二章介绍了毗啶对基膜进行改性制备阴离子交换膜以及制备方法的优化。选择吡啶作为胺化试剂是由于吡啶的亲水亲油平衡值较三甲胺的小,所制备的阴膜也比由三甲胺制备的阴膜具有较强的憎水性。还讨论了所得阴离子交换膜的基本性质。第三章介绍了灰蚁┗拎ざ訠そ懈男灾票敢趵胱幽ぁQ择灰蚁┗拎ぷ魑0坊约量梢栽谝脒拎せ诺耐北苊膺拎ざ基膜的腐蚀。该方法制备的阴膜具有较强的憎水性。讨论了所制备阴膜的基本性质,还比较了吡啶及灰蚁┗拎じ男运聘髂さ娜任榷ㄐ院化学稳定性。第四章通过实验进一步探讨了毗啶及其衍生物一乙烯基吡啶备阴离子交换膜对单价阴离子的选择渗透性。并讨论了阴膜憎水性、阴离子的水合半径及其水合能对离子在膜内选择渗透性的影响。第五章提出了一种通过测定电导率推测离子交换膜性质的简单方法。该方法基于离子交换膜的某些性能问的密切联系,以一组商业离子膜和一些本实验室制备的膜为例进行讨论。其正确性通过方程的线性,计算所得参数与的困难。的主要工作。
所报道参数间的比较,以及所推测的结构参数的合理性进行验证。第六章是对全文的总结。通过前面的实验和理论分析,得出一些对离子交换膜制备有意义的结论。关键词:阴离子交换膜,甲基溴化聚一二甲基一一苯撑氧,吡啶,灰蚁┗拎ぃ坊从Γ≡裆感
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刎岁年石月‘日作者签名:莲逸中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。
网鼬幽—■卜带固定基团肴。昙纛趄第一章绪论离子交换膜口本章简要介绍了离子交换膜及其发展历史,重点概括总结了离子交换膜的制备和应用,并根据目前制备方法的缺点和实际应用的需求提出本论文的设计思想和工作内容。.胱咏换荒さ亩ㄒ逵敕掷唷卅离子交换膜是一种膜状的离子交换树脂。它包括三个基本组成部分,即高分子骨架、固定基团及基团上的可移动离子。通常将膜状的高分子骨架称为基膜,将基膜通过化学反应导入具有离子交换功能的基团便得到离子交换膜。而这种具有离子交换功能的基团是由两部分组成的。其中一种离子是通过化学键固定在基膜上的,不可解离,称为“固定基团渤莆@胱咏换换さ睦胱咏换还δ由它决定。另一种离子带有与固定基团相反的电荷,通过静电作用与固定基团相连。它在电解质溶液中会解离下来,称为“可解离离子颉胺蠢胱印薄?赏腹的离子的电性与固定基团相反,故称“反离子’’,因此被阻挡的离子称为“,可按基材、构造、机能和用途进行分类【,,见阴离子交换膜的主体基团、同离子和反离子示意图图的聚合物主
税死贏△按成膜的材料,可将离子交换膜分为无机离子交换膜和有机离子交换膜。将母体的主要材料是无机化合物的离子膜称为无机离子交换膜。这类膜的电化学性能比有机高分子膜差,但能在高温下保持稳定,且耐有机溶剂,耐化学药品,抗辐射、抗污染、抗降解,干湿两态下尺寸保持稳定。将母体由有机高分子化合物所组成的离子交换膜称为有机离子交换膜。有机膜比无机膜的性能更全面,且制作方便,适用性广,目前生产中应用的离子交换膜绝大部分都是有机高分子膜。按膜体的结构可将离子膜分