雙極膜(mo)常見(jian)的(de)四種制備方法

　　雙極膜(mo)亦稱雙極性膜(mo)，是(shi)特種離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)，它(ta)是(shi)由壹(yi)張(zhang)陽膜(mo)和壹(yi)張(zhang)陰膜(mo)復合(he)制成的(de)陰、陽復合(he)膜(mo)。該膜(mo)的(de)特(te)點(dian)是(shi)在(zai)直(zhi)流(liu)電(dian)場的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，陰、陽膜(mo)復合(he)層間的(de)H2O解(jie)離(li)成(cheng)H+和OH-並(bing)分別(bie)通(tong)過(guo)陰膜(mo)和陽(yang)膜(mo)，作(zuo)為H+和OH-離(li)子(zi)源。雙極膜(mo)按宏(hong)觀(guan)膜(mo)體結構(gou)分可分(fen)為均相雙極膜(mo)和異(yi)相雙極膜(mo)。
 

　　制備方法
 

　　陰、陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)層熱(re)壓成型法
 

　　這(zhe)種方法(fa)的(de)基本(ben)過程是(shi)將幹(gan)燥(zao)的(de)陰、陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)層疊(die)放在(zai)用(yong)聚(ju)四氟乙烯薄(bo)膜(mo)覆蓋的(de)不銹鋼(gang)板(ban)中(zhong)，排(pai)除(chu)內(nei)部(bu)氣泡，加(jia)熱加(jia)壓制得(de)雙極膜(mo)。由這(zhe)種方法(fa)制得(de)的(de)雙極膜(mo)，可能(neng)會(hui)因(yin)為陰、陽兩膜(mo)層的(de)相(xiang)互滲(shen)透，固定(ding)基團的(de)靜(jing)電(dian)相互作(zuo)用(yong)，在(zai)中(zhong)間界面(mian)層形成(cheng)高電(dian)阻區域，使雙極膜(mo)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓升高。
 

　　陰、陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)層粘(zhan)合(he)成型法(fa)
 

　　這(zhe)種方法(fa)的(de)基本(ben)過程是(shi)用(yong)粘(zhan)合(he)劑(ji)分(fen)別(bie)塗(tu)覆陰、陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)的(de)內(nei)側，然(ran)後(hou)疊(die)合(he)，排除內(nei)部的(de)氣(qi)泡(pao)和(he)液泡(pao)，經(jing)幹燥(zao)而得(de)雙極膜(mo)。也(ye)可將(jiang)制得(de)的(de)雙極膜(mo)通(tong)過(guo)加(jia)熱加(jia)壓進壹(yi)步(bu)增強(qiang)兩膜(mo)層間的(de)粘(zhan)合(he)力(li)。為了(le)減小(xiao)雙極膜(mo)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓， 所用(yong)的(de)粘(zhan)合(he)劑(ji)應(ying)該(gai)是(shi)可滲(shen)透的(de)粘(zhan)合(he)劑(ji)，如(ru)聚(ju)乙烯亞(ya)胺、環氧(yang)氛丙烷(wan)及(ji)雙酚丙烷(wan)系(xi)環氧(yang)化合(he)物在(zai)甲醇中(zhong)反(fan)應(ying)所(suo)得(de)粘稠物，或(huo)苯(ben)乙烯磺(huang)酸(suan)與二乙烯苯(ben)的(de)部(bu)分(fen)共(gong)聚(ju)物等(deng)有機(ji)物以(yi)及(ji)Cr(NO3)3、三(san)氯(lv)化釕、矽(gui)酸(suan)鈉、磷(lin)酸(suan)銦(yin)等(deng)無(wu)機(ji)電(dian)解質溶液。粘(zhan)合(he)劑(ji)層的(de)厚度(du)應(ying)以(yi)兩膜(mo)層有足(zu)夠粘合(he)強度為宜(yi)，太(tai)厚將(jiang)使雙極膜(mo)的(de)電(dian)阻增大、工(gong)作(zuo)電(dian)壓升高。
 

　　壹(yi)膜(mo)層在(zai)另壹(yi)膜(mo)層上流(liu)延(yan)成型(xing)法
 

　　這(zhe)種制備方法的(de)基本(ben)過程是(shi)在(zai)陰離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)層上覆蓋壹(yi)層分(fen)散(san)有陽(yang)離(li)子(zi)交換(huan)樹(shu)脂(zhi)的(de)聚(ju)合(he)物溶液，或(huo)者(zhe)在(zai)陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)層上覆蓋壹(yi)層分(fen)散(san)有陰離(li)子(zi)交換(huan)樹(shu)脂(zhi)的(de)聚(ju)合(he)物溶液，經(jing)幹(gan)燥(zao)而制(zhi)得(de)雙極膜(mo)。 也(ye)可以(yi)直(zhi)接(jie)用(yong)液態(tai)的(de)離(li)子(zi)交換(huan)材(cai)料(liao)， 如(ru)二(er)-( 2-乙烯基-己(ji)基) -焦磷(lin)酸(suan)、三(san)辛(xin)基甲基氯(lv)化銨(an)等，代替(ti)離(li)子(zi)交換(huan)樹(shu)脂(zhi)分散(san)的(de)聚(ju)合(he)物溶液。為了(le)使兩膜(mo)層能(neng)結合(he)緊密，在(zai)覆蓋前(qian)可對(dui)陰膜(mo)層或(huo)陽(yang)膜(mo)層的(de)表(biao)面(mian)進(jin)行(xing)粗(cu)糙化處理(li)， 如(ru)砂(sha)紙打(da)磨(mo)，表(biao)面(mian)壓花( 紋)，等(deng)離(li)子(zi)體表(biao)面(mian)蝕(shi)刻等。
 

　　基膜(mo)兩側分(fen)別(bie)引(yin)入陰、陽離(li)子(zi)交換(huan)基團法(fa)
 

　　這(zhe)種制備方法的(de)基本(ben)過程是(shi)在(zai)聚(ju)合(he)物基膜(mo)兩側分(fen)別(bie)用(yong)化學(xue)反(fan)應(ying)方(fang)法引入陰、陽離(li)子(zi)交換(huan)基團而(er)制(zhi)得(de)雙極膜(mo)。比如(ru)，將(jiang)聚(ju)乙烯膜(mo)浸吸(xi)苯乙烯、二(er)乙烯苯(ben)及(ji)過氧(yang)化苯甲酰的(de)混(hun)合(he)溶液制(zhi)得(de)基膜(mo)，通(tong)過(guo)覆蓋保(bao)護(hu)的(de)方(fang)法(fa)，壹(yi)側氯(lv)磺(huang)化、水解(jie)得(de)陽膜(mo)層，另壹(yi)側氯(lv)甲基化、胺化得(de)陰膜(mo)層。
 

　　該(gai)法很關鍵的(de)壹(yi)項(xiang)技術是(shi)要(yao)控制好(hao)陰、陽膜(mo)層的(de)厚度(du)並(bing)且(qie)使兩者(zhe)的(de)界(jie)面(mian)平(ping)行(xing)於膜(mo)表(biao)面(mian)且(qie)兩者(zhe)不相互滲(shen)透。所(suo)以基膜(mo)必須均質平(ping)整，同時(shi)對(dui)磺(huang)化時(shi)間和氯(lv)甲基化時(shi)間加(jia)以控制。這(zhe)種方法(fa)制得(de)的(de)雙極膜(mo)，即使工(gong)作(zuo)相(xiang)當長時(shi)間後，也(ye)不會(hui)在(zai)兩膜(mo)層出(chu)現(xian)氣(qi)泡(pao)或(huo)液泡(pao)，兩膜(mo)層不會(hui)分(fen)離(li)，離(li)子(zi)交換(huan)基團基本(ben)不會(hui)損(sun)失(shi)。
 

　　壹(yi)膜(mo)層在(zai)另壹(yi)膜(mo)層上電(dian)沈積(ji)成型(xing)法
 

　　這(zhe)種制備方法的(de)基本(ben)過程是(shi)將離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)組裝在(zai)電(dian)解槽(cao)中(zhong)，電(dian)解液裏(li)懸浮(fu)電(dian)性相反(fan)的(de)離(li)子(zi)交換(huan)樹(shu)脂(zhi)粉末，通(tong)直(zhi)流(liu)電(dian)使樹(shu)脂(zhi)粒子沈(chen)積在(zai)膜(mo)的(de)表(biao)面(mian)形成(cheng)雙極膜(mo)。有研(yan)究(jiu)者(zhe)發(fa)現(xian)， 沈(chen)積(ji)在(zai)膜(mo)表(biao)面(mian)的(de)樹(shu)脂(zhi)粒吸著(zhe)牢靠， 即使倒換(huan)電(dian)極方(fang)向(xiang)或(huo)者(zhe)通(tong)入(ru)濃(nong)鹽水，樹(shu)脂(zhi)粒子也(ye)不會(hui)輕(qing)易(yi)脫落。