磷酸化mSA/mCS双极膜的制备与表征

以五氧化二磷、磷酸三乙酯和磷酸为反应剂,制备了磷酸化海藻酸钠(SA),经二茂铁离子改性后作为阳膜层;用乙酰基二茂铁改性壳聚糖(CS)为阴膜溶胶,将阴膜溶胶流延于上述阳膜层上,制备了PSA-二茂铁/CS-乙酰基二茂铁双极膜(mSA/mCSBPM)。测定了双极膜的电荷密度、离子交换容量、交流阻抗、机械性能、热重曲线及离子渗透性。应用红外光谱和扫描电镜对膜成分、形貌与工作性能进行了表征。测试结果表明,mSA/mCS双极膜致密,表面均匀,膜阻抗及工作电压均较小。     

磷酸化P-mCMC/mCS双极膜的制备及其性能的研究

以五氧化二磷,磷酸三乙酯和磷酸为反应剂,制备了磷酸化羧甲基纤维素(CMC),经Fe³⁺改性后用作为阳膜;以壳聚糖(CS)和聚乙烯醇共混物用戊二醛改性后用作为阴膜溶胶,将阴膜溶胶流延于阳膜上,制备了P-mCMC/mCS双极膜。测定了CS、CMC胶体的电荷密度,离子透过率,P-mCMC/mCS双极膜的红外光谱与离子交换能力。IR与接触角测定的结果表明,CMC经改性后其亲水性能得到了显著提高。膜交流阻抗、I-V工作曲线的测定结果表明该双极膜阻抗及工作电压均较小。     

八羧基铜酞菁修饰海藻酸钠阳膜层制备CuPc(COOH)8-SA/mCS双极膜及其表征

在海藻酸钠(SA)中添加八羧基铜酞菁(CuPc(COOH)₈),并分别用Fe³⁺离子和戊二醛作为交联剂对海藻酸钠-八羧基铜酞菁阳膜层和壳聚糖(CS)阴膜层进行改性,制备了八羧基铜酞菁-海藻酸钠/改性壳聚糖双极膜(CuPc(COOH)₈-SA/mCS BPM)。在海藻酸钠中添加八羧基铜酞菁以促进中间层中水的解离。用FTIR、SEM等对制备的CuPc(COOH)₈-SA/mCS双极膜进行了表征。作为比对,制备了Fe³⁺离子改性的Fe-SA/mCS双极膜和二茂铁(Fc)离子改性的Fc-SA/mCS双极膜。实验结果表明,CuPc(COOH)₈-SA阳离子交换膜的离子交换容量、H⁺离子透过率均获得提高。与Fe³⁺离子改性或二茂铁离子改性的mSA/mCS双极膜相比,CuPc(COOH)₈-SA/mCS双极膜的阻抗、电阻压降(IR降)和溶胀度降低,在H+离子浓度低于8 mol·L^-1的酸溶液中具有稳定的工作性能。     

CoPc(COOH)8-SA/mCS双极膜的制备及表征

分别用Fe3+离子和戊二醛作为交联剂对海藻酸钠(SA)阳膜层和壳聚糖(CS)阴膜层进行改性, 制备了八羧基钴酞菁-海藻酸钠/改性壳聚糖(CoPc(COOH)8-SA/mCS)双极膜(BPM). 在海藻酸钠阳膜层中添加八羧基钴酞菁以提高阳膜的离子交换容量, 促进中间层水的解离. 用傅立叶红外(FT-IR)光谱、扫描电镜(SEM)等方法对制备的双极膜进行了表征. 实验结果表明, 经八羧基钴酞菁改性后, 阳离子交换膜层的离子交换容量、H+离子透过率均获得提高. 与Fe3+离子改性或二茂铁离子改性的mSA/mCS双极膜相比, CoPc(COOH)8-SA/mCS双极膜的交流阻抗、电阻压降(IR降)和溶胀度降低. 当电流密度高达105 mA·cm-2时, CoPc(COOH)8-SA/mCS双极膜的IR降仅为0.7 V.     

Ni-P-mCMC/mCS双极膜技术在成对电解制备糠醇、糠酸中的应用

以磷酸化试剂改性羧甲基纤维素钠(mCMC)制备了阳膜层,以戊二醛改性壳聚糖(mCS)制备了阴膜层溶胶,将阴膜层溶胶流延于阳膜层上,制备了P-mCMC/mCS双极膜,而后以化学镀方法在阳膜层表面镀镍,制备了Ni-P-mCMC/mCS双极膜,并应用于成对电合成糠醇(阴极室中)、糠酸(阳极室中)。在电场的作用下,双极膜中水电离后生成的H+透过mCMC阳离子膜进入阴极室,促进糠醛电还原生成糠醇过程的进行;OH-透过mCS阴离子膜进入阳极室,与糠醛电氧化生成糠酸过程中产生的H+结合生成H2O,以增大正向反应的速度。在电流密度为2.5×10-2A/cm2,30℃下电解,阴阳两极室的电解效率分别为83.0%和77.4%,电解槽电压稳定在3.0V左右。     

多羧基酞菁铜、乙酰基二茂铁改性CMC/CS双极膜的制备及表征

柔性链高分子聚乙二醇(PEG)分别与阳离子交换膜层羧甲基纤维素钠(CMC)、阴离子交换膜层壳聚糖(CS)共混以增强界面的相容性和膜的机械性能.以金属有机高分子多羧基酞菁铜(CuPc)改性CMC、乙酰基二茂铁改性CS,采用流延法制备了CuPc-mCMC/mCS双极膜.双极膜溶胀性和热重分析结果表明膜改性后稳定性能得到提高.膜交流阻抗、I-V工作曲线的测定结果表明该双极膜阻抗及工作电压均较小.双极膜经改性具有较高的离子渗透性能。     

四磺酸基铜酞菁-海藻酸钠/壳聚糖双极膜的制备与表征

分别用Fe3+和戊二醛作为交联剂对海藻酸钠(SA)阳离子交换膜和壳聚糖(CS)阴离子交换膜进行改性,制备了四磺酸基铜酞菁(CuTsPc)-海藻酸钠/改性壳聚糖双极膜(CuTsPc-SA/mCSBPM).在海藻酸钠阳膜层中添加四磺酸基铜酞菁,以提高阳膜层的离子交换容量,促进双极膜中间层中水的解离.采用X射线光电子能谱(XPS)对CuTsPc-SA阳离子交换膜进行了表征.实验结果表明,改性后SA阳膜层的离子交换容量、H+透过率均获得提高.与Fe3+改性或二茂铁离子改性的mSA/mCS双极膜相比,CuTsPc-SA/mCS双极膜的阻抗及电阻压降(即膜IR降)均下降.当电流密度为120mA/cm2时槽电压仅为5.6V.当CuTsPc含量为2.5%(质量分数)时CuTsPc-SA/mCS双极膜在H+离子浓度小于8mol/L的酸溶液中具有稳定的工作性能.     

三明治式双极膜的制备及其光催化性能

以Cr3+交联羧甲基纤维素钠(CMC)作为阳膜层,戊二醛改性壳聚糖(CS)作为阴膜层,纳米TiO2光催化剂作为双极膜的中间层,在TiO2上涂布光敏剂八羟基喹啉（Oxine）以增强其光催化解离水的性能,制备了三明治式的双极膜（mCMC/TiO2-Oxine/mCS BPM)。 该双极膜在紫外光照射下,具有高的水解离效率,优良的亲水性能,双极膜阻抗小,工作电压低,当工作电流密度达0.12 A/cm2时,电槽工作电压小于5.0 V。     

CuPc(COOH)8-SA/CuTAPc-CS双极膜的制备及表征

分别用八羧基铜酞菁[CuPc(COOH)₈]和四氨基铜酞菁(CuTAPc)改性海藻酸钠(SA)阳膜层和壳聚糖(CS)阴膜层, 制备了CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜. 实验结果表明, 经八羧基铜酞菁和四氨基铜酞菁改性后, 促进了双极膜中间层水的解离, 增大了阳离子交换膜层和阴离子交换膜层的离子交换容量及H⁺和OH^-的透过率. 与Fe³⁺改性的Fe-SA/mCS双极膜相比, CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜的阻抗、电阻压降(即IR降)和溶胀度降低. 当电流密度高达120 mA/cm²时, CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜的IR降仅为0.9 V.     

mSA-CS双极膜在电还原制备巯基乙酸中的应用

用Ca^2＋改性海藻酸钠(SA), 用戊二醛(GA)改性壳聚糖(CS), 制备mSA-CS聚合物双极膜. 测定膜的红外光谱及机械性能, 并作膜的热重分析. 以扫描电镜观察膜表面和界面层形态. 测定了mCS膜制备溶液的粘度以及mSA, mCS膜的含水率、离子交换容量及酸碱浓度对膜溶胀度的影响. 将mSA-CS双极膜应用于电解还原制备巯基乙酸(TGA). 实验结果表明, 以硫代硫酸钠法合成的TGA和二硫代二乙酸(DTDGA)的混合液作阴极液, TGA初始合成质量分数为4.61%, 电流密度为10 mA•cm^－2下常温电解, 产物巯基乙酸的电流效率达66.7%. 与传统的金属还原法还原DTDGA成TGA相比, 不仅省去了昂贵的金属还原剂的消耗, 而且消除了对环境的污染.     

Bipolar reverse osmosis membrane for separating mono-and divalent ions

Bipolar reverse osmosis membranes that have both negatively and positively charged layers have been prepared to enhance the selectivity towards mono- and divalent ions in respect of both cations and anions. Positively charged layers are formed on low pressure reverse osmosis membranes having negative charge (NTR-7410 and 7450) by an adsorption method using polyethyleneimine (PEI) or a quaternary ammonium polyelectrolyte (QAP). These layers attach to the membrane's dense layer, which is made of sulfonated polyether sulfone. The selectivity of mono- and divalent ions is proven by experimental results for single electrolytes (NaCl, Na₂SO₄ and MgCl₂). Although negatively charged membranes repulse divalent anions more strongly than cations and monovalent anions, bipolar reverse osmosis membranes reject both divalent cations and divalent anions better than monovalent ions. An optimal preparation method for bipolar membranes showing selectivity towards mono- and divalent ions were developed. The bipolar membranes showed good ion selectivity for artificial sea water.     

Electro-generation of TGA by Ni-mSA-mCS bipolar membrane

Ni-mSA-mCS bipolar membrane (BM) was prepared by sodium alginate (SA) and chitosan (CS),which were modified by Ca~(2 ) and glutaraldehyde as linking reagents,respectively,mSA-mCS membrane was characterized by FTIR,SEM,TG and used as a separator in the electrolysis cell to produce thioglycolic acid (TGA).The experiment results show that TGA was prepared effectively by electro-reduction of dithiodiglycolic acid (DTDGA) with the mixture of TGA and DTDGA in the cathodic chamber.The current efficiency was up to 66.7% at the room temperature (25℃) during the current density of 10 mA/cm~2.Compared with the traditional metal reduction method,the electro-reduction technology saves the zinc powder and eliminates the pollution to environment. (?)2007 Zhen Chen.Published by Elsevier B.V.on behalf of Chinese Chemical Society.All rights reserved.