8第七章离子交换膜全解

纤维素离子交换膜纤维素离子交换膜，又称离子交换纤维素膜或离子交换膜，是一种常见的离子交换材料。

它们由基质物质（纤维素）和交换基（阴、阳离子）组成，可将阴、阳离子通过膜的交换基吸附固定，从而实现离子交换的目的。

下面将从不同的角度来介绍纤维素离子交换膜：1. 材料结构纤维素离子交换膜的结构可以分为二元和三元交换基，其中二元交换基是阴离子基和阳离子基的简单组合，而三元交换基则是在二元基的基础上加入一种难离解的离子基，使得交换膜的稳定性更高。

此外，纤维素离子交换膜的孔径大小、孔隙度、膜厚度等参数也会影响膜的性能。

2. 应用领域纤维素离子交换膜广泛应用于电化学、生物技术、化学分析、环境工程等领域。

比如，在电化学领域，纤维素离子交换膜可用于固态电池、电解电容等电化学器件中，起到离子选择性传递的作用；在生物技术领域，纤维素离子交换膜可用于蛋白质分离、DNA分离等分子生物学实验中，可以快速、准确地分离出目标分子；在环境工程领域，纤维素离子交换膜可用于污水处理、饮用水净化等方面，起到去除有害离子、改善水质的作用。

3. 制备方法纤维素离子交换膜的制备方法有离子交换、浸渍法、电化学法等。

其中，离子交换法是最常用的方法之一，它是将阴、阳离子交换颗粒物直接填充在纤维素基质中，形成阴、阳离子交换膜；浸渍法则是使用离子交换颗粒物浸渍在纤维素基质上，形成阴、阳离子交换层；电化学法则是通过电化学还原将金属离子沉淀到纤维素膜上，并形成交换膜。

4. 环保性能纤维素离子交换膜具有良好的环保性能，其主要原因在于交换基、基质都来自于天然、可再生的纤维素材料。

同时，纤维素离子交换膜的制备过程中不需要使用有毒等有害材料，生产废水也可以通过简单的处理后直接排放，不会对环境造成污染。

总之，作为一种重要的离子交换材料，纤维素离子交换膜在各个领域都扮演着重要的角色。

经过不断的研究和开发，相信它的性能和应用领域将会不断扩大和完善。

离子交换膜法电解技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊离子交换膜法电解技术，这可真是个神奇又厉害的玩意儿呢！
你想想看，就好像有一条特别的通道，能让一些离子乖乖地按照我们的想法跑来跑去。

离子交换膜就像是一个超级严格的守卫，只让特定的离子通过，把其他的都挡在外面。

这多有意思呀！
比如说在氯碱工业中，这个技术可就大显身手啦。

通过离子交换膜，钠离子能顺利地跑到一边，氯离子就被隔开啦。

这就好像是在一个大派对里，我们只让喜欢的人进入特定区域，其他人就只能在外面干瞪眼。

而且啊，离子交换膜法电解技术还特别高效呢！它能快速地让离子们完成它们的“旅程”，为我们生产出需要的东西。

这可比那些慢吞吞的方法厉害多了吧！
它的应用可不止在氯碱工业哦。

在其他很多领域也都能看到它的身影呢。

就好像一个全能选手，哪里需要它，它就立刻出现，发挥作用。

离子交换膜本身也有很多种类呢，就像不同口味的糖果。

有适合这种情况的，有适合那种情况的，得根据具体的需求来选择。

这可不是随随便便就能决定的哟！
你说，如果没有离子交换膜法电解技术，我们的生活得少了多少好用的东西呀？那些化工产品、清洁用品等等，说不定都没那么容易得到呢。

这技术就像是一个隐藏在幕后的英雄，默默地为我们的生活做出贡献，却常常不被大家注意到。

但我们可不能忽略它的重要性呀！
总之呢，离子交换膜法电解技术真的是超级棒的！它让我们的生活变得更加丰富多彩，更加便利。

我们真应该好好感谢那些研究和发展这项技术的人呢，不是吗？。

离子交换膜说课稿一、说教材本文《离子交换膜》在现代化学工业中具有重要的作用和地位。

它主要介绍了离子交换膜的定义、分类、原理和应用等方面内容，是化学工艺和材料科学领域的基础知识。

通过学习本节课，学生可以了解到离子交换膜在电解、离子分离等过程中的关键作用，为后续相关课程的学习打下基础。

本文在课文中的作用主要有以下几点：1. 介绍离子交换膜的基本概念，使学生了解其定义、分类和原理。

2. 阐述离子交换膜的应用领域，让学生认识到其在实际工业生产中的重要性。

3. 分析离子交换膜的优缺点，引导学生关注其在实际应用中的局限性。

4. 提供实验操作案例，培养学生的实践操作能力和观察分析能力。

主要内容如下：1. 离子交换膜的定义及分类。

2. 离子交换膜的原理及制备方法。

3. 离子交换膜在电解、离子分离等过程中的应用。

4. 离子交换膜的优缺点及发展趋势。

二、说教学目标学习本课需要达到以下教学目标：1. 知识与技能：（1）理解离子交换膜的定义、分类和原理。

（2）掌握离子交换膜在电解、离子分离等过程中的应用。

（3）了解离子交换膜的优缺点及发展趋势。

2. 过程与方法：（1）通过观察实验现象，培养学生的问题发现和解决能力。

（2）通过小组讨论，培养学生的合作交流能力。

（3）通过分析离子交换膜的优缺点，提高学生的批判性思维能力。

3. 情感态度与价值观：（1）激发学生对化学工业和材料科学的兴趣。

（2）培养学生关注环保和资源利用的意识。

三、说教学重难点1. 教学重点：（1）离子交换膜的定义、分类和原理。

（2）离子交换膜的应用领域。

（3）离子交换膜的优缺点及发展趋势。

2. 教学难点：（1）离子交换膜的原理及其在电解、离子分离过程中的作用。

（2）离子交换膜的优缺点分析。

在教学中，要注意对重点内容的详细讲解，对难点内容进行逐步引导，帮助学生理解和掌握。

同时，结合实验和案例，提高学生的学习兴趣和实践操作能力。

四、说教法为了使学生更好地理解和掌握离子交换膜的相关知识，我采用了以下几种教学方法，并在教学中突出了自己与其他教法的不同之处。

离子交换膜-CAL-FENGHAL-(YICAI)-Company One 1离子交换膜的研究进展与工业应用摘要:简要介绍了离子交换膜的发展背景及工业应用，主要介绍了均相离子交换膜，也是未来离子交换膜的主要研究发展方向关键词：离子交换膜、发展背景、工业应用、均相离子交换膜1离子交换膜技术1・1离子交换膜的基本概念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。

因为一般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。

⑴离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。

离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。

根据膜体结构（或按制造工艺）的不同，离子交换膜分为异相膜.均相膜和半均相膜三种。

无论是均相膜还是非均相膜，在空气中都会失水干燥而变脆或破裂，故必须保存在水中121。

[•2离子交换膜的原理⑶和粒状离子交换树脂一样，离子交换膜中的功能团在水溶液中会发生离解.产生阳（或阴）离子进入周围的溶液，致使膜带有负（或正）电荷，为保持电性中和，膜就会吸引外部溶液中的阳（或阴）离子，通过膜的离解和吸引作用全过程，使得外部溶液中的阳（或阴）离子从膜的一侧选择透过到另一侧，而不会或很少使溶液中与膜带同性电荷的离子透过。

如果使用阴离子交换膜，因为膜孔骨架上的正电基构成强烈的正电场，就使得只准阴离子透过，而阳离子不会透过。

同时，阳极区产生的茁不能进入阴极区。

对于溶液中各种不同的反电离子（0H-； SO产）来说，由于它们在膜中的扩散系数各不相同（例如水合离子半径不同），以及膜中空隙筛过离子的能力不同，因此，采用离子交换膜能够进行分离，正是利用这种选择透过性。

从以上膜的工作原理看，外部溶液与膜之间的离子传递，并不是真正的离子交换，而是选择渗析，这两者的工作原理差别很大。

粒状离子交换树脂在使用上需要分为吸附一淋洗（解吸）一再生等步骤。

异相离子交换膜离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜（也有无机离子交换股，但其使用尚不普通）。

它与离子交换树脂相似，都是在高分子骨架上连接一个活性基团，但作用机理和方式、效果都有不同之处。

一、离子交换膜作用机理和方式、效果不同之处异相离子交换膜是由含有一种提供电化学性能的离子交换树脂的复合物和提供额外性能和稳定性的无机物制成。

异相离子交换膜的优越性在于易于制造并可被方便地化学修饰，原因在于在不用显著改变制造方法就能够变化无机物和树脂类型以及含量，得到了广泛的应用。

离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。

电渗析装置的淡化程度可达一次蒸馏水纯度。

也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。

此外，在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中，也都采用离子交换膜。

离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位，它对仿生膜研究也将起重要作用。

1、选择透过性强。

选择透过性是衡量膜性能的主要指标，它直接影响电渗析器的电流效率和脱盐效果，其选择透过性大于85%。

2、膜电阻小。

电渗析器由几百对离子交换膜组成，因此膜电阻在总电阻中占很大比重，如电阻小则操作电压低、电流效率高。

3、较强的化学稳定性。

在阴阳离子迁移的过程中，浓水室会形成浓度较大的离子溶液；在发生极化时，膜两侧滞留层PH值也要发生变化，特别是极水参加化学反应会产生氧化性强的氧气和氯气，这样就必须要求膜具有较强的化学稳定性以延长电渗析器的使用寿命。

4、较强的机械强度和尺寸稳定性。

5、较低的扩散性能。

6、对强电解质具有很高的脱除效果。

离子交换膜的分类及组成一、离子交换膜的分类离子交换膜是电渗析器的核心部件，是一种膜状的离子交换树脂。

但必须指出，在电渗析中使用的离子交换膜，实际上并不是起离子交换作用，而是起离子选择透过作用，更确切地应称为离子选择性透过膜。

由阳离子交换材料组成的膜含有酸性活性基团，可解离出阳离子，它对阳离子具有选择透过性，称为阳离子交换膜，简称为阳膜；由阴离子交换材料组成的膜含有碱性活性基团，可解离出阴离子，它对阴离子具有选择透过性，称为阴离子交换膜，简称为阴膜。

图7-3是离子交换膜的分类。

强酸型：磺酸型阳离子交换膜中酸型：磷酸型、膦酸型弱酸型：羧酸型、酚型混合型：苯酚磺酸强碱型：季胺型、吡啶季胺型离子交换膜阴离子交换膜中、弱碱酸型：伯胺型、仲胺型、叔胺型混合型：混合胺型表面涂层膜双极膜特殊离子交换膜两性膜镶嵌膜其它膜图7-3 离子交换膜的分类实用文档实用文档二、离子交换膜的组成在宏观形态上离子交换膜是片状薄膜，而离子交换树脂是颗粒状的，但微观结构基本相同。

离子交换膜的组成见图7-4。

高分子骨架结构部分固定部分 离子交换基团（固定荷电基团）膜的主体反离子（对立离子）离子交换膜 活动部分 唐纳渗透离子（同名离子）溶剂（如水）增强材料图7-4 离子交换膜的组成膜主体的固定部分由体型或线型长链高分子材料组成，在高分子链上锚有离子交换基团，当膜投入水中时，发生吸水溶胀，使活性基团离解。

如磺酸型阳膜的活性基团一SO 3H 可以离解为：H +季胺型阴膜的活性基团一N(CH 3)3OH 可以离解为：一产生的H + 和OH — 进入水溶液中，膜上留下一定电荷的固定基团，它可吸附溶液中的正离子和负离子，这些离子是可移动的。

实用文档。