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| 陽離子交換膜 |
離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜，陽離子膜通常是磺酸型的，帶有固定基團和可解離的離子 。
簡介
陽離子交換膜是對陽離子有選擇作用的膜，通常是磺酸型的，帶有固定基團和可解離的離子，如鈉型磺酸型固定基團是磺酸根，解離離子是鈉離子。陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質，由於陽膜帶負電荷，雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中，但在膜外通電通過電場作用，帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜，而陰離子因為同性排斥而不能通過，所以具有選擇透過性。陽離子交換膜的製備一般採用兩種方法：第一是膜本體的修飾，主要是通過調整工藝參數(特別是交聯度)製造一個合適的單極膜，在與酸和金屬二價鹽混合溶液接觸時，質子的通量高於金屬離子的通量；第二是膜表面處理，包括增加膜表面緻密性和在陽膜的表面上沉積一薄的陰離子交換層，產生正電荷，因此產生一個電斥力屏障限制其他價態陽離子相對的滲透。如略增加交聯劑，二價離子相對於一價離子的選擇性降低。
評價
由於電滲析濃海水製鹽的需要，日本在1960年研製成功一價選擇性離子交換膜，並且同年旭化成公司成功將膜技術引入製鹽工業。1961年，Walton和Jordan開始投身於二價離子在陽離子交換膜存在下的交換平衡的探索，使得離子在膜表面的遷移和平衡理論有了實際參考。Sata在1976年嘗試用聚乙烯亞胺改性離子交換膜，並成功地實現了離子交換膜的單價選擇。1979年，Sata又用浸漬法對膜進行表面改性處理。1989年，Sata提出用氯磺酸將膜表面磺化，再胺化，這樣在膜表面形成一層磺胺鍵功能基團。這種方法是以化學鍵的形式將改性物質接枝到膜表面，從而避免了改性物質從膜表面脫落，延長了膜的使用壽命。Takata等再對這個方法做了一些改進，用氯化亞碸將磺酸根轉化成磺酰氯，再胺化形成磺酰胺。同年，Sata等用聚吡咯和陽離子膜製備複合膜。受此啟發，在2006 年，Gohil將聚吡咯用於膜改性，成功地製備出單價選擇性膜.2002年Amara用聚乙烯亞胺為改性物質，分別用浸漬法和電沉積法對兩種方法進行比較，得出在低濃度下用浸漬法改性的膜，其選擇性能更優越，而在高濃度情況下，電沉積法改性的膜分 離效率更高。2005年Chamoulaud用異戊酰胺作為胺化試劑，胺化形成磺酰胺，將Zn2+離子的通過率降低了20倍。我國是從1958年着手嘗試研究離子交換膜的，儘管相對日本和歐美國家起步較晚，但是同樣取得了一定的進展。我國在1977年實現將電滲析技術應用於製鹽工業。1981年，仉琦等人採用價格低廉、毒性小的有機胺為處理劑，將其應用於電滲析脫鹽，發現膜的選擇透過性顯著增加.雖然國內尚無一、二價選擇性離子交換膜的規模化生產，但是這種具有特殊性能的離子交換膜已經得到國內學者們的充分重視，並且在理論上取得了一些突破。[1]