Типы ионообменных мембран

Матричные электролиты могут быть двух типов ионообменные мембраны и капиллярные мембраны,пропитанные раствором электролита и удерживающие его в порах. Ионообменные мембраны представляют собой тонкие пленки, содержащие иониты. [c.27]

Применяемые в электрохимических измерениях мембраны могут принадлежать к различным типам. Некоторые из них сравнительно инертны, как, например, мембраны из ацетата целлюлозы или полимерных материалов. Ионообменные мембраны имеют заряженные группы, связанные с матрицей. Следовательно, они стремятся вытеснить ионы того же заряда, что и связанный. Так, в катионообменных смолах числа переноса анионов малы. Широко применяются мембраны из стекол, керамики, твердых электролитов и т.п. Интерес представляют жидкие мембраны, которые наиболее перспективны с точки зрения селективности и чувствительности электрохимических датчиков. Наконец, предметом обстоятельных исследований в последнее время стали биологические мембраны. [c.122]

Электролизер, применяемый дая получения магния, алюминия, щелочных и щел.-зем. металлов, представляет собой футерованную огнеупорным материалом ванну, на дне к-рой находится расплавленный металл, служащий катодом, аноды же в виде блоков располагают над слоем жидкого металла. В процессах мембранного получения хлора, в электросинтезе используют электролизеры фильтр-прессного типа, собранные из отд. рам, между к-рыми помещены ионообменные мембраны. [c.432]

Анод помещен в разбавленную кислоту. Три пористых мембраны нли барьера типа ультрафильтра размещаются в емкости таким образом, что сверху и снизу имеются зазоры. Катод находится в разбавленной щелочи. Ионообменные мембраны, пропускающие катионы, ио не пропускающие анионы, располагаются вблизи каждого электрода. [c.465]

Целью настоящей работы являлось создание условий регенерации с меньшим расходом электроэнергии. На пути ионов гидроксила следовало поставить барьер и тем самым создать более благоприятные условия для регенерации катионита. В качестве такого барьера использовали катионитовые мембраны типа МК-40. Ионообменные мембраны обладают способностью пропускать ионы с зарядом только одного знака катионитовые — катионы, анионитовые — анионы. [c.70]

Гетерогенные ионообменные мембраны получают смешиванием тонкоизмельченной ионообменной смолы любого типа с инертным материалом, например полиэтиленом, и последующим формованием из смеси пленки желаемой толщины (0,1—0,6 мм) при нагревании и под давлением. Доля ионообменной смолы в смеси должна быть достаточно высокой, чтобы ион мог перемещаться с одной поверхности мембраны на другую вследствие диффузии или миграции в электрическом поле естественно, что должно существовать очень много путей для перемещения частиц. Для этого нужно, чтобы частицы ионообменной смолы выступали на обеих поверхностях и чтобы частицы, расположенные внутри, соприкасались с несколькими соседними частицами. С другой стороны, слишком высокое содержание ионообменной смолы в смеси приводит к образованию хрупкой мембраны. [c.274]

Ионообменная батарея является гальванической ячейкой, в которой электролитом является частично гидратированная твердая ионообменная мембрана. Используемая как электролит во вторичной (перезаряжаемой) ячейке, мембрана способна не только проводить электрический ток, но также поддерживать физическую структуру батареи. В этом она подобна поведению галогенов серебра в твердоэлектролитных ячейках обычного типа, однако отличается более высокой электропроводностью. Другим преимуществом ионообменной мембранной батареи является то, что при необходимости можно изменять ионы, перемещающиеся в электролите. Значения удельного сопротивления твердотельных электролитов находятся между значениями того же показателя для водных и твердых неорганических электролитов. Ячейки, содержащие определенные пары металлических электродов, ведут себя обратимо. Их ЭДС является как бы суммой последовательных соединений и лишь незначительно ниже значений ЭДС их водных аналогов. [c.97]

Если одновременно с полимеризацией протекает образование поперечных связей, обусловливающее трудности при переработке полимера, то мембраны из таких полимеров целесообразно получать в процессе полимеризации. Именно так получают гомогенные ионообменные мембраны (см. разд. 4.3). Большинство мембран такого типа отличается от мембран, полученных из растворов или расплавов, тем, что первые могут содержать асе три вида предельных конформаций линейных полимеров, тогда как в последних обычно исключается присутствие кристаллитов с развернутыми цепями (см. рис. 4.10). Причина этого заключается в том, что переход из статистически свернутой конфигурации (как в растворе, так и в расплаве) в конфигурацию развернутой полимерной цепи до кристаллизации по стерическим причинам является кинетически затрудненным. Вместо самопроизвольного развертывания происходит складывание цепей таких молекул в метастабильные кристаллы с небольшими размерами в направлении молекулярных цепей. После кристаллизации удлинение и перестройка молекул сопряжены с огромными трудностями. При кристаллизации в процессе полимеризации [c.239]

В настоящее время лишь несколько типов ионообменных смол получено непосредственно в виде гомогенных мембран, в то время как гетерогенные мембраны могут быть получены почти из каждой синтетической ионообменной смолы. [c.125]

Ионообменные мембраны обсуждались в шестой главе. Они высоко селективны и обладают высокой проводимостью вследствие того, что ионообменные группы входят в структуру мембран. В электролизере с отделениями, разделенными катионо- или анионообменными мембранами, при подводке тока к раствору электролита в отделениях катионы мигрируют в направлении катода, анионы — к аноду. Так как мембрана допускает прохождение только одного типа ионов, применение катионитных или анионитных мембран ограничивает движение ионов в каждом отделении и обеспечивает прохождение сквозь одну из мембран. Попеременно в отделениях образуются концентрированные и разбавленные растворы электролитов. [c.256]

В литературе приведены данные о применении ионного обмена для предварительного концентрирования лития перед определением ультрамалых количеств элемента по измерению ионизации пламени [578]. Об отделении лития от натрия в пуль-сационной колонке см. [592] о возможности применения градиентного элюционного анализа см. [759]. Ионообменные мембраны нового типа, пригодные для лития и калия, описаны в [1211]. [c.70]

Разделительные рамки выпускаются лабиринтового и прокладочного типов. У аппарата с лабиринтовыми рамками коэффициент использования площади ионообменной мембраны равен 0,5—0,6, а у прокладочных — 0,6—0,7. [c.182]

Основной тип ионообменных мембран, применяемых при электродиализе в России, -гетерогенные мембраны (серийные катионообменные мембраны МК-40 анионообменные мембраны МА-40, МА-41), производство которых было основано в г. Щекино (Московской обл.). Кроме крупных серий по заказу изготовляют изопористые мембраны МА-41 И и макропористые МА-41 П (аналоги анионообменной мембраны МА-41), катионообменные мембраны МК-41. [c.576]

Принципы устройства электролизеров этих типов описаны в гл. 3. Хорошо зарекомендовали себя в промышленном электросинтезе органических соединений электролизеры фирмы Монсанто . Схема такого электролизера приведена на рис. 20. Свинцовый катод и анод из свинцового сплава укреплены по обеим сторонам полипропиленовой рамы. Внутренний контакт достигается при помощи свинцовых стержней, пропущенных через раму. Ионообменная мембрана помещена между двумя электродными плитами. Для того чтобы мембрана не касалась электродов, применены пластмассовые разделители. Полипропиленовая решетка с отверстиями закреплена в раме со стороны анода. Такая конструкция сводит к минимуму диффузионные ограничения благодаря тому, что процесс протекает в турбулентном режиме. Скорость протекания электролита составляет 2,4 м/с. Благодаря высокой циркуляции электролита плотность тока может быть доведена до 1 А/см [c.90]

Д])угой тип мембраны — ионообменные мембраны — используют при очистке воды, проведении процессов элерстроосмоса и т, д. На них происходят ионообменные реакции, и они дают некоторый вклад в э.д.с., который обычно невелик и зависит от многих факторов. [c.207]

В электрохимических ячейках обычно используют мембраны катиоиообменного типа (Н+-форма), но применяют также мембраны, способные пропускать анионы. Следует помнить, что если мембрана представляет собой полимер, мелко диспергированный в той или иной скрепляющей матрице, то имеющиеся в матрице каналы тсудшают ионообменные свойства мембраны. Если продукт электролиза (или исходное соединение) представляет собой ион, заряд которого противоположен заряду рабочего электрода (например, при восстановлении трихлоруксусной кислоты в аммиачном буфере [90]), применение в качестве диафрагм ионообменных мембран наиболее оправдано, поскольку удается избежать потерь деполяризатора или продукта электролиза за счет их миграции из катодного пространства В некоторых сл чаях ионообменная мембрана служит одновременно диафрагмой и электролитом [17, 71]. [c.181]

Недостатком подавляющей колонки является то, что ее следует регенерировать через определенные промежутки времени (каждые 10 часов), поскольку емкость ее ограничена. В связи с этим в современном оборудовании подавляющие колоики заменяют непрерывно действующим мембранным подавгапе-лем. На рис. 5.3-17 изображено устройство мембранной подавляющей системы. Поток элюента окружен двумя ионообменными мембранами, снабжающими элюент ионами Н+ или ОН в зависимости от типа определения. Мембрана непрерывно обновляется потоком регенерирующего раствора кислоты илн основания, направленным навстречу потоку элюента. [c.285]

Эти процессы обусловлены градиентом электрического потенциала по толщине мембран. Среди электромембранных методов наибольшее практическое применение нашел электродиализ-раз деж-ние растворов под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей его перегородки-мембраны. Эти мембраны, изготовленные из полимерных или неорганических материалов [поры размером (2 н- 8) 10 мкм], проницаемых для любых ионов, служат для отделения электролитов от неэлектролитов. Дрзтой тип мембран, селективных только для катионов или только для анионов, изготовляют из ионообменных смол. Ионообменные мембраны применяют для обессоливания растворов электролитов или фракционирования ионов. [c.336]

Для изменения концентрации электролитов в растворах путем электродиализа используются ионообменные мембраны — ионообме№-ники в виде пленки. Существуют два типа ионообменных мемфан анионообменные и катионообменные мембраны. Анионообменная мембрана содержит катионные группы, фиксированные в матрице смолы. Заряд фиксированных катионов нейтрализован зарядом подвижных анйонов, находящихся в порах смолы. При погружении такой мембраны в раствор электролита анионы раствора могут внедряться в матрицу смолы и замещать первоначально присутствующие в ней анионы, проникновению же катионов препятствуют силы отталкивания их фиксированными в смоле катионами. [c.13]

Выпускаемые промышленностью Японии одновалентно-селективные ионообменные мембраны обладают всеми необходимыми свойствами - механической прочностью и стабильностью размеров, большой долговечностью и химической устойчивостью. Некоторые типы таких мембран являются гомогенными, другие упрочнены тканой сеткой. Армированные сеткой мембраны бопее прочны, удобнее в обращении, устойчивее к деформирующим усилиям, однако их электрическое сопротивление обычно несколько выше, чем сопротивление неупрочненных мембран. [c.98]

Электроосмотические опреснительные аппараты выполняются, как правило, в виде конструкций типа фильтрпресса с проточными, последовательно соединяющимися камерами. Мембраны изготовляются из химически стойких и механически прочных материалов (перхлорвиниловой ткани, микропористого винипласта), катод — из нержавеющей стали, а анод — из магнетита (плавленая закись-окись железа) особый интерео представляют ионообменные мембраны. [c.466]

Для изготовления сепараторов применяют химически инертные и достаточно устойчивые материалы, например тонковолокнистый хризолитовый асбест. Из него с помощью технологии, принятой в бумажном производстве, изготавливают листы -асбестовый картон. Иногда массу с асбестовыми волокнами наносят на сетчатые электроды. В ХИТ используют пористые диафрагмы из разных синтетических смол — поливинилхлорида и др. Примерами материалов для набухающих мембран являются целлофан (гидратцеллюлоза), полиэтилен с радиационно привитой полиакриловой кислотой, различные виды ионообменных смол. В последнее время в хлорном электролизе и в других областях с успехом используют новый вид химически и термически очень устойчивой ионообменной мембраны на основе ер-фторированных сульфокатионитных смол (типа . а[1оп ). [c.318]

Ионообменные мембраны могут быть трех типов — интерполимерные, гетерогенные и гомогенные. [c.76]

Исследование химических превращений при синтезе ионообменной мембраны на основе фторкаучука СКФ-32 и 2-метил-5-винилпиридина методом ИК-спектроскопии позволило показать, что получаемая мембрана относится к интерполимерному типу [20]. При прививке винилпиридинов к фторкаучуку проис- [c.6]

Для успешного проведения электрохимического органического синтеза необходимо правильно подобрать электрохимическую ячейку. Для электродных реакций существуют ячейки двух основных типов однокамерные (или неразделенные), в которых рабочий и вспомогательный электроды погружают в один и тот же раствор, и двухкамерные (разделенные или диафрагмеп-ные), в которых между катодом и анодом имеется полупроницаемая перегородка. Раствор в камере, содержащей анод, называется анолитом, а в камере, содержащей катод, — католи-том. Идеальная диафрагма должна быть химически инертна и непроницаема для растворителя, реагентов и продуктов, но должна пропускать ионы хотя бы одного вида, допуская лишь минихмальиую взаимную диффузию растворов. Читатель должен понимать, что идеальная диафрагма до сих пор не найдена, а выбор наиболее подходящей зависит от конкретной ситуации. Для лабораторных ячеек диафрагмы изготавливают из различных материалов, таких, как пористое стекло и керамика, или используют ионообменные мембраны. [c.47]

Большинство химиков осведомлено о практическом значении ионообменных смол, но мало кто представляет себе, сколь широкое и разнообразное применение находят эти материалы уже сейчас. В широких масштабах ионообменные смолы продолжают применяться для очистки воды (при умягчении воды, ее деминерализации ), Однако во многих случаях они используются в химии, начиная от крупномасштабного металлургического производства (например, очистная добыча урана из его руд) и кончая микрохимией (например, выделение и идентификация небольшого числа атомов новых трансурановых элементов). Применение ионообменных смол будет, вероятно, увеличиваться и дальше по мере роста наших знаний относительно их свойств и Еьшуска новых типов этих смол. Например, сейчас усиленно разрабатываются ионообменные мембраны, которые найдут применение в крупных установках для электродиализа с целью обес-соливания солончаковой воды. [c.95]

Во всех теориях мембранного потенциала, рассмотренных в гл. III, предполагалось, что существует один тип ионообменных групп либо слабокислотные и слабоосновные, либо сильнокислотные и сильноосновные. Однако возможно, по крайней мере для стекол, существование групп смешанного типа, т. е. сильно- и слабокислотных анионных групп. Альтуг и Хэйр [58 ], изучая ионообменные свойства пористых стекол методом кислотно-основного титрования, показали, что в поверхности стекла существует два типа ионообменных групп, отличающихся по силе кислотности. Значение рКц более сильнокислотной группы составляло 5,1, а слабокислотной —около 7. Общая равновесная селективность стекол уменьшается в ряду К > Na" > ЬГ при обменной емкости 0,07 мэкв на 1 г стекла. В теоретическом обзоре гл. III, относящемся к мембранным потенциалам, которые возникают при погружении стекла в раствор, эта гетерогенность мембраны, обусловленная либо различием в природе узлов, либо степенью связанности в них ионов, не рассмотрена. Эта проблема подробно обсуждена в работах русских исследователей [59]. Зависимость потенциала стеклянного электрода от активности ионов в растворе при условии существования в стекле двух типов ионогенных групп, описывается уравнением вида / т [c.287]

С практической стороны было установлено,что ионообменная мембрана является основным элементе длл обеспечения высокой эффективности процесса она оказывает не только единственное и простое действие по разделению двух отделений, но до ожна быть достаточно "гибкой" для электрического и химического соответствия как с солевым раствором анодного отделения, так и со щелочным католитом. Отсвда следует, что электролизеры,имеющие подобную конструкцию и О(цинаковые электродные материалы,могут иметь совершенно различные эксплуатационные характеристики в зависимости от типа используемой мембраны. [c.32]

Применение ионообменных смол и мембран в качестве электролита основано на том, что из-за способности к ионному обмену эти вещества могут участвовать в электрохимической реакции. Так, например, для случая электродных процессов, в которых электрохимические превращения протекают с участием ионов водорода, вместо электролита может быть применена кислая катионообменная смола, способнач отдавать или связывать водородные ионы. Использование ионообменной мембраны позволяет изготавливать сухие элементы, в которых отсутствует жидкий раствор электролита. Мембрана служит одновременно сепаратором, отделяющим электроды друг от друга. При этом электроды могут быть расположены очень близко друг к другу и конструкция элемента получается довольно компактной. Указывается [Л. 17, 18], что элементы такого типа являются очень стабильными и обладают хорошей сохранностью. Ионообменные мембраны-электролиты применяются также в одном из вариантов топливных элементов (см. гл. 11). [c.214]

Промышленные ионообменные мембраны бывают двух типов гомогенные и гетерогенные. Гомогенные мембраны представляют собой монолитные листы из ионообменной смолы и обычно отливаются на стеклянной ткани, пластмассовых сетках с крупными отверстиями или других материалах, которые придают ионообменной смоле механическую прочность. Эти мембраны можно изготс1ВЛять также без материалов, придающих жесткость, в этом случае они применяются для общих исследований. Гетерогенные мембраны состоят из тонкоизмельченных ионообменных смол, смешанных с инертными пластическими всщества1ми, используемыми в качестве связи. Они имеют более низкую электропроводность, чем гомогенные мембраны, но механически более устойчивы, чем последние. [c.124]

Электрохимию жидких мембран стали изучать достаточно давно [5, F. Haber], но жидкостные ионоселективные электроды, имеющие практическое значение, начали исследовать совсем недавно. Обобщил и систематизировал большой экспериментальный материал (свой и других авторов) по жидким и иным электродным ионообменным системам Соллнер [28]. Различного типа жидкие мембраны и явления переноса в них подробно описаны в [29]. [c.18]

Новый этап развития электролиза растворов хлорида натрия с ИОМ связан с разработкой мембран, обладающих высокой селективностью и химической стойкостью в среде анолита. Такие мембраны образованы из перфторированных органических полимеров, содержащих ионообменные группы [228—230]. Первым образцом ИОМ, нашедшим промышленное применение в производстве хлора и каустической соды, была мембрана типа Нафион [231]. Основой ее служит сополимер тетрафторэтилена и псрфторалкилвини-лового эфира, содержащего сульфогруппы, эквивалентная масса сополимера 950—2000 [232—234]. В гидролизованном виде смола представляет собой твердый электролит с высокой удельной ионной электропроводимостью. Перенос тока в ей осуществляется избирательно катионами. Сочетание исключительно высокой химической стойкости с высокой селективностью делает эти соединения пригодными для использования в качестве ионообменной мембраны в электролизерах для получения хлора и чистой каустической соды. [c.223]

В конце обзора по разработке специальных смол нужно отметить многочисленные типы смол-катализаторов, включая разработанные на ИГ Фарбениндустри, связывающие кислород смолы-восстановители или электронообменники Кассиди и Сан-сони, а также ионообменные мембраны (Курт, Мейер, Грабар, Сольнер с сотрудниками, Бонгофер, Манекке с сотрудниками и др.). Новое направление развития включает также использование ионообменников в качестве ионных и молекулярных сит. [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология