离子交换膜

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离子通过离子交换膜的传输原理在古时候已经用生物膜进行了研究。离子交换膜的工业应用始于1950年人工膜的发明。离子交换膜电渗析现在是盐水淡化工业的基础技术之一。它也被应用于该膜可应用于许多领域，如污水或工业废物的脱盐和再利用、氨基酸溶液的精制、有机和无机化学品的生产、膜反应器等。此外，该膜还可应用于后续技术，如电渗析反转、双极膜电渗析、电去离子等电解、扩散透析、燃料电池、反向电渗析等。

本专刊介绍了各领域关于离子交换膜的最新研究成果。包括膜的制备、膜的表征、膜的应用、环境问题等基础研究和应用研究的主题;工艺设计和操作等。基础研究是应用研究的基础。同时，应用研究带动了基础研究的发展。这两个研究相互影响，从而促进了技术的发展。根据离子交换膜的发展历史，本特刊发表的十篇文章必将引导后续技术的发展。

在第一篇文章中离子膜反应器中苯酚烯丙基化反应的相转移催化Wu和Fu报道了在离子交换膜反应器中使用季铵盐相转移催化剂对苯酚烯丙基化的反应活性。他们将催化剂固定在离子交换膜的孔中。这使得它们能够发挥新膜的渗透选择性和催化功能。本研究以季铵盐为相转移催化剂，在不同类型的膜反应器中对苯酚烯丙基化反应进行了研究。采用响应面法确定了苯酚烯丙基化反应的最佳反应性和转化率。通过测量接触角、含水量和交联度来了解离子交换膜的微环境。

第二篇文章是1千瓦级nafion-PTFE复合膜燃料电池堆的性能由Kirshnamurthy等人提出。通过将Nafion浸渍到膨胀聚四氟乙烯(EPTFE)基体中制备了膜。Nafion在膜中的负载量保持在较低的2 mg/cm^2.．与传统膜相比，复合膜单位面积电解质含量较低，具有成本优势。复合膜(30μ与传统膜（50 mm）相比，膜厚度）具有更高的热稳定性和机械强度 μ测试了单程电池的耐久性。膜电极组件的性能（20电池组，330 厘米^2.据报道，活性面积）与传统膜相当。

在第三篇文章中，电渗析法去除制革和金属加工废水中铬的研究Moura等人用聚苯乙烯和聚苯胺的混合物合成了膜。电渗析实验是用一个容量为200毫升的三室电池进行的。该装置与合成的阳离子交换膜（和Nafion 450）结合在一起和阴离子交换膜Selemion AMT。提供两个行业收集的金属整理废水，评估铬去除率。合成的膜呈现出与Nafion 450中观察到的相似的铬迁移。该研究证明了一种技术在制革厂和金属整理废水处理中的可行性这对水的再利用有很大的好处。

在第四篇文章中含氟酰亚胺侧链基聚降冰片烯离子交换膜，Santiago等人制备了基于含氟和磺化二甲酰亚胺侧链的聚降冰片烯的阳离子交换膜。该研究扩展到含有结构单元的嵌段共聚物，其中苯基和4-氧代苯磺酸、2,3,5,6-四氟苯基取代了二甲酰亚胺基的氢原子。他们讨论了膜的电化学特性、浓缩池的电动势、质子导电性以及质子渗透选择性。亲水性部分和疏水性部分的有效分离，可能有利于连接到苯基的键的低极性，促进了渗透路径的形成，导致均聚膜具有相当高的质子导电性。

第五条是"咸水离子交换膜电渗析中膜特性的唯象方程和总质量传输方程的测量“田中。在盐水电渗析中，作者发现整体溶质的渗透性μ偶尔取负值。为了理解这一现象，提出了总浓度反射系数的新概念σ*介绍。σ*定义用于描述电渗析系统中在电流中断后溶质和水分子(溶剂)之间的渗透选择性。负μ(σ*<1）表示电流中断后离子随水分子从脱盐池转移到浓缩池，表明水分子和溶质之间的上坡运输或耦合运输。

阿亚拉-布里比斯卡等人的第六篇文章。超薄sicopion复合阳离子交换膜:经调节后的特性和电渗析性能”的研究成果，已完成超薄(≒20μM)高导电性复合阳离子交换膜。该膜由磺化聚醚-醚酮制成，其中含有不同水平的磺化硅颗粒(SFSPs)。Sicopion膜按照法国标准化联合程序进行条件处理，并将其电渗析特性与现有的商用食品级膜(CMX-SB)进行比较。Sicopion膜的电导率高于CMX-SB膜，其含水量也高于CMX-SB膜。随着SFSP水平的降低，离子交换容量增加。Sicopion膜的脱矿率低于CMX-SB膜⁻在调节过程中，由于SFSP颗粒的移位而产生的毛细孔渗漏。

第七条是“杂化阴离子交换中空纤维膜用于离子药物的释放”。Wang等制备了溴甲基化聚(2,6-二甲基-1,4-氧化苯)阴离子交换中空纤维膜，作为苯甲酸钠盐、水杨酸盐等阴离子模型药物的载体。将上述有机-无机杂化阴离子交换中空纤维膜用于模型药物的控释。他们已经确定，膜的吸附/释放行为取决于药物的性质。特别是药物的物理化学特性对药物与膜的相互作用模式至关重要，包括静电相互作用和非静电相互作用(疏水相互作用和氢键)。药物的氢键能力显著影响药物的载药量和释放速率。

在第8条中通过电渗析从L-赖氨酸单盐酸盐中获得两性形式的L-赖氨酸在Aghajanyan等人的研究中，l -赖氨酸盐酸盐在四室和两室电渗析器中转化为两性离子形式。研究了l -赖氨酸盐酸盐在不同浓度(0.1-0.7 mol/l)下的转化过程。结果表明，在选择的盐浓度范围内的最佳电流密度下，两性离子形式发生了完全转变。在转化过程中，Cl发生变化⁻测定了离子浓度、pH、干物质含量、电导率以及在电流电压下随时间的变化。研究表明，当赖氨酸溶液的pH值达到10时，完成了全转化过程。赖氨酸扩散到下一室的损失小于1.0%。两室和四室电渗析器的比能耗分别为1.85和3.82 kWh/kg，电流效率分别为~76和~73%。

在第九条中“通过修饰多相离子交换膜表面增强稀溶液过限电渗析中的离子转移， Pismenskaya等人研究了非均相离子交换膜表面改性对稀溶液过限电渗析中离子转移速率的影响。其中一种膜是通过在多相阳离子交换膜的表面浇铸nafion型材料的薄膜获得的。另一种膜是将季铵盐碱基接枝到阴离子交换膜的表层，以取代最初存在的仲、叔胺基。由于阳离子交换膜上的电对流增强和阴离子交换膜上的水分裂抑制，表面改性使传质速率大大提高，最高可达两倍。

在第十条中，通过电荷镶嵌膜控制的扩散层的离子传输Yamauchi研究了施加在阳离子交换膜或阴离子交换膜上的荷电镶嵌膜。作者发现，这些复杂的双层膜具有单极性（单体和镶嵌层界面的选择性转移）和双极性膜（单体和镶嵌层界面的水分解）的典型特性。还确定了计时电位测量中的过渡时间是单极膜与镶嵌膜一起使用的函数：在阳离子交换膜的情况下，过渡时间比相对单极膜的过渡时间高，而在阴离子交换膜的情况下，过渡时间比相对单极膜的过渡时间低。边界层厚度与极限电流密度和过渡时间共轭。

在特刊的出版过程中，编辑们对作者们的杰出贡献和审稿人们为审稿所付出的时间和精力深表感谢。

Yoshinobu田中
Seung-Hyon月球
维克多诉Nikonenko
同许

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