聚吡咯膜離子交換性能及電化學凈水研究.pdf

1、聚吡咯是典型的導(dǎo)電聚合物，具有制備容易、無毒無害及穩(wěn)定性好等優(yōu)點。聚吡咯膜的特性之一是在所施加的一定電位的控制作用下，能夠進行可逆的離子的摻雜和脫摻雜過程，使離子在膜內(nèi)和與膜接觸的溶液中進行可逆的交換，是一種新型環(huán)境友好電控離子交換樹脂材料。 本文以十二烷基磺酸根為摻雜陰離子通過電化學方法在鉑電極上制備了PPy/DBS復(fù)合膜，采用循環(huán)伏安法考察了不同溶液中PPy/DBS復(fù)合膜的電控離子交換能力，探討了PPy/DBS復(fù)合膜電控離子

2、交換的機理。實驗結(jié)果表明制備的PPy/DBS復(fù)合膜具有良好的電化學活性、離子交換能力及長時間的穩(wěn)定性。PPy/DBS復(fù)合膜內(nèi)的離子交換是準可逆過程，膜內(nèi)離子傳輸受擴散控制并遵循半無限擴散定律。溶液中離子的濃度、離子的種類是膜內(nèi)陽離子交換的主要影響因素。對于不同的陽離子，PPy/DBS復(fù)合膜對其交換能力為如下順序：K+>Na+>Ca2+>Mg2+。 以活性炭纖維(ACF)為基底電極，采用電化學恒電位聚合法制備了摻雜十二烷基苯磺酸陰

3、離子(DBS-)的聚吡咯(PPy)復(fù)合膜(ACF/PPy/DBS)，分別考察了聚合時間為0.5小時和l小時的兩種復(fù)合膜(APD0.5和APD1)對Na+和Ca2+的電控離子交換性能、電流效率以及穩(wěn)定性，并使用掃描電鏡表征和分析了復(fù)合膜的形貌。結(jié)果表明，復(fù)合膜的膜厚隨聚合時間的延長而增加，膜厚與陽離子的交換量成正比，但對離子交換的電流效率沒有明顯影響。在陽離子摻雜過程中，復(fù)合膜內(nèi)陽離子的摻雜量和電流效率隨陰極極化電位的負移而增大；在陽離子

4、解析過程中，復(fù)合膜內(nèi)陽離子解析的電流效率隨陽極極化電位的正移而降低，但解析量的變化不大。經(jīng)過50次循環(huán)伏安掃描后，復(fù)合膜APD0.5對Na+和Ca2+的電控離子交換量減小到掃描前的92.35％和88.1％；APD1對Na+和Ca2+的電控離子交換量減小到掃描前的98.8％和94.1％。PPy/DBS膜對Na+和ca2+的理論離子交換容量分別為1.923 mmol/g和0.9615 mmol/g，PPy/DBS膜對Na+和Ca2+的實際離