氯碱膜中的全氟羧酸层及其运行机理研究

摘要

当前主流的氯碱用离子膜均由全氟磺酸层和全氟羧酸层组成,其中羧酸层保证了膜具有较高的电流效率.基于离子膜烧碱的电解原理,分析了羧酸层树脂的微观结构,认为钠离子和水分子是以水合离子在电驱动下通过膜通道的方式进行迁移的.膜的离子交换基团负责离子簇的形成,并赋予膜以离子透过能力即电导性.结合加工过程解释了离子通道的形成过程,提出曲折贯通的离子通道是羧酸层导电的前提,而阴极侧负电性和弱酸本性导致的动态非完全解离则是阻拦氢氧根的主要屏障.对新一代氯碱膜的开发进行了展望,认为在疏水性微孔膜阴极侧制造荷负电的表面是一个可行的方案.