新型陰離子交換膜的制備及其反電滲析性能研究.pdf

1、鹽差能的開發(fā)是解決目前不可再生資源的不斷減少和日益加劇的環(huán)境污染問題的一種有效途徑，反電滲析(RED)法是能量效率最高的一種鹽差能發(fā)電技術(shù)，此技術(shù)無污染、可持續(xù)發(fā)展。離子交換膜是RED最重要的部分，低電阻、高的選擇透過性是用于RED的離子交換膜最主要的特性，但是一般低電阻的膜溶脹度較大。為了解決這些問題，本文自制了一種陰離子交換膜(AEM)，并對(duì)其RED性能進(jìn)行測(cè)試，最后與商業(yè)膜的RED功率輸出進(jìn)行對(duì)比。
　　本文以溴化聚2，6-

2、二甲基-1，4-苯醚(BPPO)為膜基材料，甲基丙烯酸二甲胺乙酯(D MAEMA)為季胺化試劑和交聯(lián)劑，制備了一系列陰離子交換膜。研究不同的季胺化時(shí)間、熱聚溫度、DMAEMA與BPPO的物質(zhì)的量的比對(duì)膜性能的影響。用傅里葉紅外光譜和X射線光電子能譜表征形成的膜是否具有預(yù)期的結(jié)構(gòu)，并對(duì)膜的離子交換容量、溶脹度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率、選擇透過性、膜電阻進(jìn)行測(cè)定，優(yōu)化陰離子交換膜性能。結(jié)果表明:膜的最佳制備條件為季胺化時(shí)間5h，溶劑蒸發(fā)溫度5

3、0℃，DMAEMA與BPPO的物質(zhì)的量的比1∶1，得到的AEM面電阻為0.93Ω·cm2。
　　在RED膜堆中，探索了用電化學(xué)工作站計(jì)時(shí)電位法測(cè)定RED膜堆放電性能的方法，分別考察了河水、海水進(jìn)料方向，料液循環(huán)和進(jìn)料流速對(duì)RED輸出功率密度的影響。結(jié)果表明:河水、海水均從膜堆下方進(jìn)料，進(jìn)出料液不循環(huán)以及增大進(jìn)料流速均有利于膜堆功率密度的輸出。在模擬河、海水中，含自制AEM和商業(yè)CEM1的膜堆輸出的最大功率密度為1.77W/m2高于