双极膜

摘要： 由于双极膜电渗析技术具有绿色、节能、高效等优势,在有机酸制备领域有显著的工业应用价值和环境效益,引发了众多学者和生产企业的广泛兴趣,成为当前研究的热点。讨论了双极膜电渗析技术的工作原理、结构特点以及在有机酸工业化生产领域的最新应用,同时指出了双极膜电渗析技术在有机酸制备规模化应用面临的机遇和挑战,以期能推动双极膜技术的推广应用和有机酸的生产工艺改进。

摘要： 双极膜(Bipolar membranes,BPMs)是一种由阴离子交换层和阳离子交换层组成的特殊离子交换膜。双极膜由于其独特的水解离性能,使其在化工、环境保护、储能、食品加工等领域中发挥了不可替代的作用。在过去20 a,双极膜的商业市场不断扩大,双极膜的研究也迅速发展。本文总结了市场上商用双极膜的情况以及双极膜的应用现状,并讨论了双极膜应用及制造的发展方向。

摘要： 工业生产过程中产生大量含有NaCl的高盐废水,易造成环境污染。探究了一种利用双极膜电渗析法从模拟NaCl废水中再生HCl和NaOH的工艺,在设定的实验条件下,分析NaCl初始浓度、电流密度等运行参数对酸、碱再生的影响。结果表明:NaCl溶液初始浓度过高,会导致膜堆电流过高,为保护膜堆,建议选择初始浓度相对较低的NaCl溶液;此外,对双极膜电渗析膜堆施加高电流强度可以缩短实验的运行时间。同时探索了使用高电通量运行双极膜电渗析装置的工程可行性,可为处理工业生产中的含氯废水提供参考。

摘要： 磷石膏是磷酸生产过程中产生的主要副产物,其成分和性质受磷矿资源特性和磷酸生产工艺的影响而表现出复杂多变性,除此,磷石膏还表现出产排量大、堆存面积广等特点,这也就严重制约了磷石膏后期的资源化利用途径。现在已有的磷石膏资源化利用技术存在成本高、潜在威胁大、处理量低等缺陷,难以大规模、广范围的应用,而双极膜技术能够借助电场作用在酸碱清洁生产、资源回收利用等领域实现低能耗、少污染、废物的高附加值利用。在研究磷石膏资源化利用的基础上,解析磷石膏资源化利用方面理论支撑基础以及其技术推广的主要制约因素,并总结了双极膜在磷石膏资源化利用领域以及清洁生产加工过程中的应用前景,为磷石膏高附加值利用以及循环利用提供研究思路,为磷化工企业磷石膏固体废物的处理与处置提供解决思路和理论支撑。

摘要： 鉴于萃取废水和碳沉废水目前处理技术的不足导致资源浪费现象,以某稀土公司的萃取废水为试验料液,提出“预处理除杂+双极膜制酸碱”的处理工艺。工艺1:原水→过滤除悬浮物→ORZ树脂吸附→膜过滤→化学软化→过滤→汽提精馏脱氨→树脂软化→螯合树脂→双极膜电渗析制酸碱,双极膜制盐酸、氢氧化钠摩尔浓度分别达到2.25mol/L和2.4mol/L,纯度较高可回用于生产;工艺2:原水→过滤→ORZ树脂吸附→膜过滤→树脂软化除钙镁→螯合树脂除高价离子→双极膜电渗析制酸碱,制备的氨水和盐酸摩尔浓度均可达到2mol/L以上,但制备的氨水中含有钠,无法回用到无钠体系。

摘要： 中国科学技术大学徐铜文教授和吴亮教授团队在低成本高性能双极膜开发及产业化方面取得突破进展,他们采用原位生长思路,研制出一种具有优异稳定性和水解离产酸碱能力的高性能双极膜。该成果于2021年1月4日,在线发表于《自然·通讯》。

摘要： 在电场作用下,双极膜内的水能快速解离产生H+和OH-,这一电化学特性使双极膜电渗析(BMED)逐渐发展为一种新型膜分离技术.首先介绍了BMED的基本工作原理,综述了其发展历程,接着介绍了近年来其在酸碱生产、污染控制、与其他化工技术耦合作用等方面的研究进展,最后提出目前应用中存在的问题,并对BMED的未来发展进行了展望.

摘要： 石墨废水氯化钠的含量为4％左右,硝酸盐1870mg/L,饱和碳酸钠及20ppm左右的氟离子,pH值11～12.本工艺采用均相膜电渗析工艺对石墨废水进行浓缩,采用3隔室双极膜工艺将浓缩转化为酸碱,本工艺能将石墨废水的氯化钠转化为8％的氢氧化钠和7.3％的盐酸.运行电渗析能耗为14.3kWh/t,双极膜处理浓盐水能耗为183.96kWh/t,碱净能耗为2186kWh/t(不含水泵).

摘要： 本文针对传统酸法脱碱存在浸出液难处理问题,利用酸洗法与膜技术相结合,将赤泥酸洗洗液经过除硬除杂处理后,通过电渗析增浓和双极膜制酸碱,酸洗洗液制成的酸液和碱液回用于赤泥脱碱流程,全过程没有废水排放,在实现赤泥有效脱碱的基础上,实现了脱碱废水零排放及资源化利用.

摘要： 采用两隔室双极膜电渗析装置,研究了由巯基乙酸钠制备巯基乙酸的可行性.实验结果表明,利用双极膜电渗析技术能够在不添加其他物质的条件下,将巯基乙酸钠转化成高附加值的巯基乙酸和氢氧化钠,避免了副产钠盐,同时生成的氢氧化钠可以回用,达到资源化利用和清洁生产的目的 .巯基乙酸钠的转化率达到98％以上,电流效率为67.2％,产酸能耗为665.8 kW· h/t.相比于传统生产方法,本方法简化了巯基乙酸的生产工艺流程,有效降低了生产成本,提高了巯基乙酸收率.

摘要： 苯胺废水的处理以及温室气体的控制是当今两个个重要的话题,在此引入一个新型的双极膜电渗工艺用于同时实现苯胺的去除以及温室气体二氧化碳的捕捉.首先,在电中性条件下苯胺不带电,此时利用双极膜电渗析实现了盐和苯胺的分离,脱盐率高于96.51％;然后向料液室通入二氧化碳,使得料液室中的苯胺离子化并实现二氧化碳的捕捉;最后,进行双极膜电渗析,去除了料液室的苯胺(去除率高于98.68％),并在酸室获得释放出来实现二氧化碳贮存.在经过多种苯胺浓度以及多种二氧化碳浓度的考察,证实了双极膜电渗析是一种适合同时实现苯胺废水处理以及二氧化碳捕捉的有效的环境友好的新工艺.

摘要： 双极膜是近年来国际上研究比较活跃的一种新型离子交换膜,在外加直流电场的作用下,双极膜源源不断的产生H+和OH-,与阴阳膜组合实现盐变酸碱的过程.本文介绍了双极膜在医药领域中产品的生产和医药废水的处理上的应用,并通过一些实际案例作进一步的阐述.

摘要： 双极膜电渗析技术由于其技术先进性、环境友好、过程方便快捷、自动化程度高、容易集成放大等优点在生物、食品、化工、废水处理等领域有着广泛的应用.但是双极膜研发的滞后使得目前国内双极膜的工业应用一直处于起步阶段,因此开发出大尺寸、水解效率高、稳定性好的双极膜尤为重要.本文通过选用同一种聚合物材料(PPO,聚苯醚)出发,分别制备出阴膜液和阳膜液并通过流延成形的方法最终成功制备出了性能优良的双极膜,避免了双极膜在使用过程中由于溶胀系数的不同导致两个膜层脱落.同时,通过双极膜电渗析电解硫化钠,制取硫化氢和氢氧化钠,利用生成的硫化氢在线沉淀黄金冶炼废水中的金属离子.通过加宽电渗析隔室流道,采用菱形隔板,扩大出口导流孔,尽量减少死角的方法避免了沉淀物对膜的污染,最终成功实现了双极膜对黄金冶炼废水的示范工程建设,取得了满意的使用效果,为国内双极膜的推广应用起到了很好的启迪作用.

摘要： 本文简要介绍了离子交换膜电解和渗析的原理,重点讨论了阴阳膜和双极膜在湿法冶金工业溶液生产中的应用,膜技术由于装置简单,操作简便,可在较低温度下运行,无相变,无污染物排放,可在我国冶金领域大规模推广.

摘要： 在壳聚糖(CS)阴离子交换膜中添加纳米Fe3+-TiO2,制备了PVA-CMC/Fe3+-TiO2-CS双极膜(BPM,PVA:聚乙烯醇;CMC:羧甲基纤维素钠),研究结果表明,纳米Fe3+-TiO2较纳米TiO2具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,在太阳光照射下能大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(IR降).当电流密度为60mA/cm2时,PVA-CMC/Fe3+-TiO2-CS双极膜的槽电压下降了0.8V,而PVA-CMC/TiO2-CS双极膜的槽电压仅下降了0.4V.

摘要： 以Cr3+交联羧甲基纤维素钠(CMC)作为阳膜层,以戊二醛改性壳聚糖(CS)作为阴膜层,以纳米TiO2光催化剂作为双极膜的中间层,以增强其光催化解离水的性能,制备了双极膜(mCMC/TiO2/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,并将该双极膜应用于成对合成乙醛酸和丁二酸体系中.水解离特性分析结果表明,双极膜中间层中水解离后生成的H+透过mCMC离子膜进入阴极室中,可及时补充顺丁烯二酸电还原生成丁二酸过程中的H+消耗;生成的OH-透过mCS阴离子膜进入阳极室中,与乙二醛电氧化生成乙醛酸过程中产生的H+结合生成H2O,可促进正向反应的速度.

摘要： 利用两室型聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)双极膜电渗析法将丙烯腈还原制备丙烯胺，探讨操作电压，丙烯腈质量浓度，pH值，反应温度等工艺参数对转化过程的影响．实验结果表明，以石墨电极为阳极，铅为阴极，阴极液pH=3，质量分数为2．3％的丙烯腈．质量分数为4％的磷酸二氢钠为支持电解质，体积分数为10％的硫酸溶液为阳极液，电流密度为10．5 mA／cm2，25°C反应200 min，丙烯胺的转化率为73．2％．

摘要： 本文以五氧化二磷,磷酸三乙酯和磷酸为反应剂,制备了磷酸化海藻酸钠(P-SA),经二茂铁离子改性后作为阳膜层(P-mSA);用乙酰基二茂铁改性壳聚糖制备了阴膜溶胶(mCS)。将阴膜溶胶流延于阳膜层上,制备了P-二茂铁-SA/乙酰基二茂铁-CS双极膜,缩写为P-mSA/mCS BPM。将P-mSA/mCS BPM应用于一价、二价离子的分离,当压力差为0.3MPa时,二价离子的截留率(双极膜截留的离子百分数)为95%,一价离子的截留率为22%左右。

摘要： 以Cr3+交联羧甲基纤维素钠(CMC)作为阳膜层，以戊二醛改性壳聚糖(CS)作为阴膜层，以纳米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120 mA/cm2时，电槽工作电压小于5.0V。

摘要： 一种结构为阳极-双极膜-阳离子交换膜-双极膜-阳离子交换膜-阴极的新型电解-双极膜电渗析被组装并用来生产氢氧化锂,普通电渗析被用来作为前处理工艺用以浓缩盐湖卤水,经过浓缩并以碳酸钠结晶之后,得到了质量分数约95％的碳酸锂粉末,并将得到的碳酸锂粉末制备成碳酸锂溶液经过电解-双极膜电渗析膜堆中生产得到了氢氧化锂.研究了电流密度和碳酸锂溶液浓度对生产氢氧化锂的影响,结果显示用电解-双极膜电渗析来生产氢氧化锂的过程电流效率在91％～95％之间,而能耗在18～42 kW·h/kg之间.从环境角度来来看,电渗析方法来生产氢氧化锂是一个环境友好型可用于生产工业级氢氧化锂环境友好型的新工艺.

摘要： 本发明公开了一种双极膜的制备方法以及双极膜，通过将质子化单体静电吸附在阳离子交换膜表面，所述质子化单体通过原位聚合自生长在所述阳离子交换膜表面形成一层高分子聚合物；将所述高分子聚合物作为中间层，并在所述中间层上喷涂或流涎一层阴离子交换膜液，使所述阴离子交换膜液形成一层阴离子交换膜以得到双极膜。本发明使得中间层与阴、阳离子交换膜两膜层之间的结合更加牢固，解决了双极膜在使用过程中，中间层与阴、阳离子交换膜层之间容易出现分层脱落的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于静电自组装的双极膜制备方法以及双极膜，通过将磺酸型聚苯醚阳离子交换膜液均匀地流延在基体上并将基体放置在加热板上加热，直至磺酸型聚苯醚阳离子交换膜液中的部分磺酸基团发生交联，得到致密交联型阳离子交换膜层；在致密交联型阳离子交换膜层的两侧分别加入预先制备的氢氧化铁胶体溶液和去离子水，搅拌氢氧化铁胶体溶液以在致密交联型阳离子交换膜层上静电自组装得到金属氢氧化物胶体纳米颗粒；将金属氢氧化物胶体纳米颗粒作为中间层，并在致密交联型阳离子交换膜携带有金属氢氧化物胶体纳米颗粒的一面喷涂季胺型聚苯醚阴离子交换膜液，烘干季胺型聚苯醚阴离子交换膜液以得到双极膜。

摘要： 本发明涉及一种操作可再生双极膜燃料电池的方法，和用于储存和产生能量的可再生双极膜电池。根据本发明的方法包括以下步骤：‑提供一种可再生双极膜燃料电池，其包括:‑反应器，所述反应器具有阳极室和阴极室，所述阳极室具有阳极，所述阴极室具有阴极；以及‑若干电池单元，所述电池单元分隔阳极室和阴极室，其中，所述电池单元包括阴离子交换膜、阳离子交换膜、和双极膜，所述膜界定了所述室；‑在所述双极膜的两侧提供流体，所述流体的离子浓度使得双极膜两侧的流体的水活性差异最小化；‑通过向所述反应器提供外部电流而在能量储存状态下储存能量，以在与所述双极膜接触的流体之间实现pH差；‑在能量储存状态和能量产生状态之间切换；以及‑从与所述双极膜接触的流体之间的pH差在能量产生状态下使能量再生。

摘要： 一种双极膜电辅助去离子装置再生方法及一种使用该双极膜电辅助去离子装置再生方法进行再生的双极膜电辅助去离子装置，在双极膜电辅助去离子装置再生时通过控制再生用水的TDS值，使再生时的电流值提高。现有技术的双极膜电辅助去离子装置再生不会对再生用水进行水质检测，为了提高再生质量，一般认为直接使用纯水通入双极膜电辅助去离子装置，能提高双极膜电辅助去离子装置再生的效果。但是这些水的TDS实际很低的，造成再生电流过低，反而延长了再生时间。本发明通过控制再生用水的TDS值提高再生时的电流值，本发明能使双极膜电辅助去离子装置保持在较高电流下进行再生，从而大幅提高再生效率并减少再生时间，同时减少废水的产生。

摘要： 一种双极膜电辅助去离子装置及一种双极膜电辅助去离子装置碱性水制备方法，在双极膜电辅助去离子装置的制碱工况时，通过调节输入的制碱电量制备碱性水。所述制碱电量大于等于吸盐电量的1.1倍；所述吸盐电量为双极膜电辅助去离子装置在吸盐工况时对流体中的阴阳离子进行吸附处理所输入的电量。本发明在通过调节制碱工况时的制碱电量，从而制备得到碱性水，填补了现有技术中双极膜电辅助去离子装置并不能制备碱性水的技术空白。

摘要： 本发明公开了一种双极膜电解制备氢氧化锂的方法及双极膜电渗析装置，双极膜电渗析装置，包括两个电极和设置于两个电极之间的至少一组膜组，所述的膜组包括依次设置的阴膜、双极膜和阳膜，所述的电极和阴膜之间形成盐室，所述的阴膜与其相邻的双极膜之间形成碱室，所述的阳膜与其相邻的双极膜之间形成酸室，另一个电极与阳膜之间也形成盐室，本发明克服了现有技术的不足，提高了电解氢氧化锂的纯度，降低了生产成本，提高了装置的耐用性。

摘要： 本实用新型公开了一种双极膜组件、双极膜滤芯及净水设备，包括隔水结构和至少两张双极膜。所述双极膜之间堆叠设置，相邻的所述双极膜之间形成流道。所述隔水结构覆盖密封设置在最外层双极膜上，用于防止所述双极膜和流道上的水流外流。本实用新型的双极膜组件通过设置隔水结构覆盖并密封最外层双极膜，将双极膜与双极膜滤芯的保护外壳隔离开来，防止双极膜和流道上的水流外流到保护外壳和双极膜之间的剩余空间，从而减少残余水，防止双极膜滤芯再生后重新启用时出现“头杯水”问题。

摘要： 本实用新型公开了一种流向相反的双极膜组件、双极膜滤芯及净水设备，包括正电极、负电极、若干个双极膜和至少两个导流部件。所述负电极与所述正电极相对设置；所述双极膜设置在所述正电极和负电极之间。所述导流部件设置在所述正电极与双极膜、负电极与双极膜、双极膜与双极膜之间形成的流道中，用于引导相邻流道之间的水流呈相反方向流动。本实用新型的双极膜组件通过导流部件引导相邻流道之间的水流呈相反方向流动，保证相邻的流道之间的整体水流离子均衡，从而使得双极膜电极间整体电流均匀，电流效率高，耗能小，不容易引起局部发热。

摘要： 本实用新型公开了一种双极膜组件、双极膜滤芯及净水设备，包括间隔结构和至少两张双极膜。所述双极膜之间堆叠设置；所述间隔结构位于相邻所述双极膜之间。其中，所述间隔结构间隔相邻的所述双极膜形成流道。本实用新型的双极膜组件，通过间隔结构间隔相邻的所述双极膜，使得相邻的双极膜之间形成稳定的流道，流道不容易变窄，水流可以稳定通过，提高净水效率和效果。

摘要： 本实用新型公开了一种多电极的双极膜组件、双极膜滤芯及净水设备，包括双极膜、至少两个第一电极和若干个第二电极。每个所述第二电极设置在两个所述第一电极之间。所述双极膜设置在所述第一电极和第二电极之间。其中，所述第一电极和第二电极连接的正负极相异。本实用新型的双极膜组件，第二电极设置在两个所述第一电极之间，两个第一电极共用一个第二电极，保证净水效果和用电安全的情况下，可以设置更多的双极膜，提高净水速率和效果。