關(guān)于離子交換膜的性質(zhì)與作用

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，所以也稱為離子選擇透過(guò)性膜。一般以-NH₃⁺、-NR₂H⁺或者-PR³⁺等陽(yáng)離子作為活性交換基團(tuán)，并且在陰極產(chǎn)生OH^-作為載流子，經(jīng)過(guò)陰離子交換膜的選擇透過(guò)性作用移動(dòng)到陽(yáng)極。

　　陰離子交換膜具有非常廣泛的應(yīng)用，它是分離裝置、提純裝置以及電化學(xué)組件中的重要組成部分，在氯堿工業(yè)、水處理工業(yè)、重金屬回收、濕法冶金以及電化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域都起到舉足輕重的作用。

　　在新型電能轉(zhuǎn)換裝置中使用的陰離子交換膜不僅起著隔離氧化劑和還原劑的作用，而且還具有離子傳導(dǎo)作用。所以陰離子交換膜需要具有較高的離子選擇透過(guò)性以及電導(dǎo)率，同時(shí)還應(yīng)該具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、柔韌性能，具有較低的膜電阻以及較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。

　　離子交換膜的作用

1、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。

　　2、離子交換膜也可應(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。

　　3、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。

　　離子交換膜的性質(zhì)

　　離子交換膜的膜電阻和選擇透過(guò)性是膜的電化學(xué)性能的重要指標(biāo)。

　　陽(yáng)離子在陽(yáng)膜中透過(guò)性次序?yàn)椋?/span> Li⁺>Na⁺>NH₄⁺>K⁺>Rb⁺>Cs⁺>Ag⁺> Tl⁺>UO卂>Mg²⁺>Zn²⁺>Co²⁺>Cd²⁺> Ni²⁺>Ca²⁺>Sr²⁺>Pb²⁺>Ba²⁺

　　陰離子在陰膜中透過(guò)性次序?yàn)椋?/span> F^->CH₃COO^->HCOO^->Cl^->SCN^->Br^->CrO娸＞NO婣>I-＞(COO)卆(草酸根)＞SO娸，膜電阻是與離子在膜中的淌度有關(guān)的一個(gè)數(shù)值，根據(jù)不同測(cè)定和計(jì)算方法可分成體積電阻和表面電阻。

　　水在膜中的滲透率就是離子在透過(guò)膜時(shí)帶過(guò)去的水量。實(shí)用上水滲透率是膜的一個(gè)性能，其值愈大，在電滲析時(shí)水損失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠(yuǎn)低于親水性高分子材料膜。