阳离子交换膜
阳离子交换膜cm
阳离子交换膜CM简介阳离子交换膜（Cation Exchange Membrane，CM）是一种用于电化学和膜分离领域的重要材料。
它具有高选择性、高离子传导率和良好的机械稳定性等优点，在能源转换、电池、化工、环境保护等领域有广泛应用。
本文将详细探讨阳离子交换膜CM的结构、性能以及在不同领域的应用。
结构与制备方法结构阳离子交换膜CM由聚合物材料构成，通常采用高分子化学中的离子交换树脂作为基材。
离子交换树脂通常是由树脂胶粘剂和阳离子交换剂组成。
交换树脂胶粘剂可以是聚合物，如聚乙烯、聚四氟乙烯等。
阳离子交换剂则是为了增加膜的离子选择性能，使其只能通过特定的阳离子。
制备方法阳离子交换膜CM的制备方法多种多样，常见的有: 1. 溶液浸渍法：将离子交换树脂悬浮液浸渍到聚合物薄膜中，然后经过干燥和固化等工艺制备膜材料。
2. 聚合物共混法：将离子交换树脂和聚合物以一定比例混合，并在高温下进行加工，形成膜材料。
3. 电化学沉积法：通过电化学反应，沉积聚离子体和阳离子交换基体，形成膜材料。
性能与评价指标离子交换能力膜材料的离子交换能力是衡量其性能优劣的重要指标之一。
一般来说，交换树脂中离子交换剂的含量越高，离子交换能力越强。
离子选择性离子选择性是指膜材料对特定阳离子的选择性能。
阳离子交换膜CM可以通过选择特定的阳离子交换基团来实现对特定阳离子的选择传输。
离子传导率离子传导率是指阳离子在膜材料中传输的速率。
阳离子交换膜CM的离子传导率越高，说明其在电化学应用中传输效率越高。
机械稳定性阳离子交换膜CM在使用过程中需要具有良好的机械稳定性，以抵抗外界压力和流体的作用，确保其长期稳定运行。
应用领域能源转换阳离子交换膜CM在能源转换领域有广泛应用，特别是在燃料电池中。
它可以作为质子交换膜（Proton Exchange Membrane，PEM）使用，实现氢气和氧气的电化学反应，产生电能。
电池阳离子交换膜CM也可以应用于其他电池系统，如锂离子电池和钠离子电池。
2020届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析和应用(共22张PPT)
2.[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：_2_H__2O__＋__2_e_－_=_=_=_2_O__H_－_＋__H__2_↑__。 解析 电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
解析 由原电池的工作原理图示可知， 左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO －3e－＋2H2O===NO－ 3＋4H＋，当过程中产生2 mol HNO3时转移6 mol e－，而1 mol O2 参与反应转移4 mol e－，故需要1.5 mol O2参与反应，标准状况下的体积为33.6 L。
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4.一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、 发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反 应式：_N__O_－__3_e_－_＋__2_H__2_O_=_=_=_N__O_－ 3_＋__4_H__＋__，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准 状况下O2的体积为_3_3_._6_L。
解析 如果撤去阳膜，H2PO－ 2 或 H3PO2 可能会被氧化。
1234
3 模拟预测
1.(2019·青岛市高三3月教学质量检测)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原 理如下图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5为正 极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液。下列叙述错误的是 A.放电时，Zn2＋向V2O5电极移动
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3.用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠，其装置如下图所示。下 列叙述不正确的是
A.膜a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜
高中化学【隔膜在电化学中的功能】
隔膜在电化学中的功能1．常见的隔膜隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。
离子交换膜分三类：(1)阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H＋和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜，只允许H＋通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。
2．隔膜的作用(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
3．离子交换膜选择的依据离子的定向移动。
4．离子交换膜的应用1．用下面的装置制取NaOH、H2和Cl2，此装置有何缺陷？答案缺陷1：Cl2和H2混合而引起爆炸；缺陷2：Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量。
2．用下图装置电解饱和食盐水，其中阳离子交换膜的作用有哪些？答案(1)平衡电荷，形成闭合回路；(2)防止Cl2和H2混合而引起爆炸；(3)避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量；(4)避免Cl－进入阴极区导致制得的NaOH不纯。
每小题有一个或两个选项符合题意。
1．已知：电流效率等于电路中通过的电子数与消耗负极材料失去的电子总数之比。
现有两个电池Ⅰ、Ⅱ，装置如图所示。
下列说法正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不相同B．能量转化形式不同C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率D．5 min后，Ⅰ、Ⅱ中都只含1种溶质答案 C解析Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同，电解质溶液部分相同，电池反应、负极反应和正极反应式相同，A项错误；Ⅰ和Ⅱ装置的能量转化形式都是化学能转化成电能，B项错误；Ⅰ装置中铜与氯化铁直接接触，会在铜极表面发生反应，导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路)，电流效率降低，而Ⅱ装置采用阴离子交换膜，铜与氯化铜接触，不会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阳离子增多，右侧正极的电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负电荷过剩，Cl－从交换膜右侧向左侧迁移，电流效率高于Ⅰ装置，C正确；放电一段时间后，Ⅰ装置中生成氯化铜和氯化亚铁，Ⅱ装置中交换膜左侧生成氯化铜，右侧生成了氯化亚铁，可能含氯化铁，D项错误。
阳离子交换膜市场分析报告
阳离子交换膜市场分析报告1.引言1.1 概述阳离子交换膜是一种常用于电解水处理、化工和环境保护等领域的功能性材料。
随着工业化和城市化进程的加快，阳离子交换膜市场需求逐渐增长，市场空间巨大。
本报告将对阳离子交换膜市场的现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析，为相关企业和投资者提供参考和决策支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可能包括介绍整篇文章的结构安排，如引言、正文和结论部分的主要内容和相互联系，以及各个部分的主题和重点。
此外，还可以说明各个部分之间的逻辑关系和衔接，为读者提供清晰的阅读导向。
1.3 目的目的部分的内容：本报告旨在对阳离子交换膜市场进行深入分析，包括市场现状、发展趋势和竞争格局等方面，以期为相关企业和投资者提供全面的市场信息和发展建议。
通过对市场现状的分析，帮助读者了解目前行业发展状况；通过对市场发展趋势的研究，指导企业制定未来发展战略；通过对市场竞争格局的探讨，为企业提供竞争对策和提升竞争力的建议。
最终目的是为读者提供有益的参考和决策支持，帮助他们在阳离子交换膜市场中获得更多的商机和利益。
1.4 总结在本次阳离子交换膜市场分析报告中，我们对市场现状、发展趋势和竞争格局进行了全面深入的分析和研究。
通过对市场的概述和结构的介绍，我们对市场的整体情况有了更清晰的了解。
本报告的目的在于帮助人们更深入地了解阳离子交换膜市场，并为相关企业和投资者提供决策参考。
通过对市场现状的分析，我们了解了市场规模、增长趋势、关键驱动因素和市场面临的挑战。
在市场发展趋势部分，我们对未来市场发展方向和趋势进行了预测和展望。
此外，我们也对市场竞争格局进行了深入分析，了解了市场主要参与者的竞争策略、市场份额和竞争优势。
在结论部分，我们对本次市场分析报告进行了总结和回顾，同时展望了未来市场的发展趋势。
在建议和建议部分，我们给出了相关企业和投资者在阳离子交换膜市场中的发展建议和决策建议。
综上所述，本次市场分析报告为相关企业和投资者提供了全面的市场信息和决策参考，希望能为阳离子交换膜市场的发展做出积极的贡献。
阳离子交换膜
01 简介
目录
02 制备方法
03 发展历史
04 改性方法
05 表面改性分析
离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜，阳离子膜通常是磺酸型的，带有固定基团和 可解离的离子。
简介
阳离子交换膜分析阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜，通常是磺酸型的，带有固定基团和可解离的离 子，如钠型磺酸型固定基团是磺酸根，解离离子是钠离子。阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质，由于阳 膜带负电荷，虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中，但在膜外通电通过电场作用，带有正电荷的阳离 子就可以通过阳膜，而阴离子因为同性排斥而不能通过，所以具有选择透过性。
表面改性是指对离子交换膜进行粒子轰击或者辐射等方法使膜的表面形成一层改性层或增加膜表面的作用基 团来提高膜的选择透过性。近年来，膜表面改性包括：电沉积表面改性、光化学反应法表面改性、浸渍法表面改 性。这些方法都是在已有的基膜的基础上，对膜表面的物理一化学性质进行修饰。
表面改性分析
等离子体涂层表面改性
谢谢观看
改性方法
掺杂改性
表面改性
掺杂改性是借助添加剂的某些特定优势来提高膜的选择透过性。尽管聚电解质会堵塞膜孔道，但是具有更大 水合半径的离子能通过膜，这也表明斥力的不同会对离子的迁移产生显著的影响。用聚醚醚酮、聚醚砜等制备的 复合膜具有较低的电阻和良好的单价选择性能。以聚苯胺为功能材料制得改性有机-无机复合膜，并将其应用于单 价离子选择性分离体系。结果表明，混合膜对Na+迁移的影响并不明显，但对离子的截留率大大提高。用化学法 聚合苯胺制备的复合膜，考察了时间对离子交换容量和选择性的影响，得出在长时间聚合条件下，聚苯胺会发生 降解，只有在膜表面的改性层足够薄和表面足够平的情况下，分离效率才会提高。
专题突破 ——电化学中“离子交换膜”的应用
例15、【2016浙江卷】金属（M）–空气电池（如图）具有原料易
得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
该类电池放电的总反应方程式为：4M +nO2 + 2nH2O == 4M(OH)n 已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放
出的最大电能。下列说法不正确的是(
A.该原电池的正极反应是Zn-2e-====Zn2+； B.电池工作一段时间后，甲池的c(Cl-)增大； C.一段时间后，乙池中溶液的红色逐渐褪去； D.石墨电极上发生氧化反应。
例5、工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂 质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳 离子交换膜，其工作原理如图所示。下列说法中不原 Nhomakorabea是。
阳极产生O2，pH减小，HCO3-浓度降低；K+部分迁
移至阴极区。
例18、【2020新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5） 在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回 答下列问题：
制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如 图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
电流从右侧电极经过负载后流向左
01
侧电极；
为使电池持续放电，离子交换膜选
02
用阴离子交换膜；
电极A反应式为2NH3-6e-
03
====N2+6H+；
当有4.48 L NO2(标准状况)被处
04
理时，转移电子为0.8 mol。
例3、现有离子交换膜、石墨电极和如图所示 的电解槽，电解KI的淀粉溶液制取KOH，一 段时间后Ⅲ区附近变蓝色，下列叙述中错误
一．阳离子交换膜只允许阳离子通过， 阻止阴离子和气体通过；
阳离子交换膜寿命
阳离子交换膜寿命阳离子交换膜是一种用于水处理和离子交换的关键材料。
它的寿命是指该膜在特定环境下能够保持高效运行的时间。
阳离子交换膜寿命的长短直接影响着其在实际应用中的效果和经济性。
本文将从膜材料、操作条件、维护保养等方面探讨阳离子交换膜寿命的影响因素及延长寿命的方法。
膜材料对阳离子交换膜寿命起着决定性作用。
常见的阳离子交换膜材料有聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚苯乙烯（PS）、聚四氟乙烯（PTFE）等。
这些材料具有不同的化学性质和机械性能，对于不同的水处理工艺和水质条件，选择合适的膜材料是延长阳离子交换膜寿命的关键。
此外，在膜制备和加工过程中，应严格控制温度、压力等条件，避免材料变质或损伤，以保证膜的质量和使用寿命。
操作条件是影响阳离子交换膜寿命的重要因素之一。
操作条件包括进水条件、运行压力、温度等。
进水条件应符合膜的设计要求，避免水中悬浮物、有机物、高浓度盐类等对膜的污染和损伤。
过高的运行压力和温度会加速膜的老化和磨损，因此需根据膜的耐压温度和运行要求合理选择操作条件。
此外，定期检测和调整操作条件，如清洗膜面、调整进水浓度和流量等，也有助于延长阳离子交换膜的使用寿命。
维护保养对于延长阳离子交换膜寿命至关重要。
定期检查膜的状态，如颜色变化、膜面结垢、渗漏等情况，及时采取相应的维护措施，可有效防止膜的损坏和老化。
常见的维护措施包括清洗膜面、更换膜元件、修复漏水等。
此外，定期进行膜的性能测试，如透水率、截留率等指标的检测，有助于及时发现和解决膜的问题，保证膜的正常运行和寿命。
合理的运行管理也对阳离子交换膜寿命的延长起到重要作用。
运行管理包括运行记录、数据分析和故障排除等方面。
建立详细的运行记录，包括进水水质、运行参数、维护记录等，有助于分析和评估膜的运行状况，及时发现问题和进行调整。
阳离子交换膜寿命的长短与膜材料、操作条件、维护保养等因素密切相关。
选择合适的膜材料，控制好操作条件，定期进行维护保养和运行管理，可以有效延长阳离子交换膜的使用寿命，提高水处理效果和经济性。
“离子交换膜”在电化学中的应用课件
【解析】选B。由电池工作反应知甲图中右侧电极为 正极,电极反应为11O2+22H2O+44e-====44OH-;左侧电 极为负极,负极反应为4VB2+44OH--44e-==== 2V2O5+
4B2O3+22H2O。由乙图知,E为阴极,C应与电源负极相
连,E极上电极反应为2 +12H++12e-==== 2 ,为
还原产物;F为阳极,D应与电源正极相连,电极反应为
6H2O-12e-====12H++3O2↑,储氢装置工作时,产生的H+ 经高分子电解质膜移至左侧,右侧电极区的pH不会减 小。综上所述,只有B选项正确。
2.(新题预测)科学家研制出了一种新型的锂-空气电 池,其工作原理如图所示。关于该电池的说法中不正 确的是 ( )
【解析】选C。锌化合价升高被氧化,连接电源正极, 故A错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以ZnC2O4 在交换膜左侧生成,故B错误;电解的总反应:2CO2+Zn ==== 是0.5 mol,转移电子不一定是0.5 mol,故D错误。
电解 ZnC O ,故C正确; 11.2 L CO 的物质的量不一定 2 4 2
示。下列有关微生物电池的说法错误的是
世纪金榜导学号79100098
(
)
A.正极反应中有CO2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2====6CO2+6H2O
【解析】选A。根据碳元素的化合价的变化,二氧化碳 中碳元素的化合价为最高价+4价,所以生成二氧化碳 的反应为氧化反应,应在负极生成,其电极反应式应为 C6H12O6+6H2O-24e-====24H++6CO2↑,A错误;在微生物的 作用下,该装置为原电池装置,反应速率比化学反应速 率快,所以微生物促进了反应的发生,B正确;原电池中 阳离子(质子)向正极移动,C正确;电池的总反应实质 是葡萄糖的氧化反应,D正确。
离子交换膜的分类与作用
离子交换膜的分类与作用全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：离子交换膜是一种在许多工业和科学应用中广泛使用的重要材料。
它们具有特殊的化学和物理性质，可用于分离，净化，浓缩和转运离子。
离子交换膜通常由高分子材料制成，其结构和性质根据不同的应用需求而有所变化。
在本文中，我们将探讨离子交换膜的分类和作用，希望能令读者对这一材料有更深入的了解。
让我们来谈论一下离子交换膜的分类。
根据其化学结构和用途，离子交换膜可以分为几种主要类型。
第一种类型是阳离子交换膜，它们具有交换阳离子的能力。
这种类型的膜通常由含有阳离子交换基团的高分子材料制成，如聚苯乙烯磺酸树脂。
阳离子交换膜在水处理、药物分离和纯化等方面有重要应用。
第二种类型是阴离子交换膜，它们具有交换阴离子的能力。
阴离子交换膜通常由含有阴离子交换基团的高分子材料制成，如聚环氧乙烷。
这种类型的膜在环境保护、电解质浓缩和废水处理中扮演着重要角色。
还有一种混合型离子交换膜，它同时具有阳离子和阴离子交换功能，能够实现更广泛的离子交换和分离。
这种类型的膜通常由特殊化学结构的高分子材料制成，如聚丙烯酸树脂。
混合型离子交换膜在电解质分离、催化剂载体和生物医学领域被广泛应用。
除了根据交换离子的类型划分，离子交换膜还可以按照形态和结构进行分类。
片状离子交换膜是一种薄膜状的离子交换材料，通常用于分离和浓缩。
而纤维状离子交换膜则是一种纺织结构的离子交换材料，适用于过滤和离子交换。
接下来，我们将讨论离子交换膜的作用。
离子交换膜在许多领域中都发挥着重要作用。
它们在化工工业中被广泛应用，用于离子交换、分离和纯化。
在电解质浓缩过程中，离子交换膜可以有效地分离并浓缩溶液中的离子，提高产品的纯度和质量。
离子交换膜在环境保护和水处理领域也有重要应用。
通过离子交换膜技术，可以将含有重金属离子或其他有害物质的废水进行处理，达到净化和回收的效果。
这对于保护环境和资源利用具有重要意义。
离子交换膜还被广泛应用于生物医学领域。
高中化学 电化学装置中的离子交换膜
课时31电化学装置中的离子交换膜类型一离子交换膜的种类【考必备·清单】1．含义和作用(1)含义：离子交换膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成。
(2)作用：①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
②能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
2．分类和应用3．三类交换膜应用实例种类装置图说明阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过)①负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋②正极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)续表种类装置图说明阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过)以Pt 为电极电解淀粉KI 溶液，中间用阴离子交换膜隔开①阴极反应式：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －②阳极反应式：2I －－2e －===I 2③阴极产生的OH －移向阳极与阳极产物反应： 3I 2＋6OH －===IO －3＋5I －＋3H 2O④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)在微生物作用下电解有机废水(含CH 3COOH)，可获得清洁能源H 2①阴极反应式：2H ＋＋2e －===H 2↑②阳极反应式：CH 3COOH －8e －＋2H 2O===2CO 2↑＋8H ＋③阳极产生的H ＋通过质子交换膜移向阴极④H ＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极) 【探题源·规律】[例1] 四室式电渗析法制备盐酸和NaOH 的装置如图所示。
a 、b 、c 为阴、阳离子交换膜。
已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。
下列叙述正确的是( )A ．b 、c 分别依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜B ．通电后Ⅲ室中的Cl －透过c 迁移至阳极区 C ．Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ四室中的溶液的pH 均升高D ．电池总反应为4NaCl ＋6H 2O=====电解4NaOH ＋4HCl ＋2H 2↑＋O 2↑[解析] 由图中信息可知，左边电极与负极相连为阴极，右边电极为阳极，所以通电后，阴离子向右定向移动，阳离子向左定向移动，阳极上H2O放电生成O2和H＋，阴极上H2O放电生成H2和OH－；H＋透过c，Cl－透过b，二者在b、c之间的Ⅲ室形成盐酸，盐酸浓度变大，所以b、c分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜；Na＋透过a，NaOH的浓度变大，所以a也是阳离子交换膜，故A、B两项均错误；电解一段时间后，Ⅲ中的溶液的c(OH－)升高，pH升高，Ⅲ中为NaCl溶液，pH不变，Ⅲ中有HCl生成，故c(H＋)增大，pH减小，Ⅲ中H＋移向Ⅲ，H2O放电生成O2，使水的量减小，c(H＋)增大，pH减小，C不正确。
2022版新教材化学人教版选择性必修第一册学案：微专题3离子交换膜在电化学中的应用Word版含答案
微专题3 离子交换膜在电化学中的应用微突破1.离子交换膜的功能及类型离子交换膜的功能和类型：功能：使离子定向移动，选择性通过某些离子或隔离某些离子、物质，平衡整个溶液的离子浓度或电荷种类：阳离子交换膜：只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过阴离子交换膜：只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过质子交换膜：只允许质子〔氢离子〕和水分子通过2.离子交换膜在电化学中的作用〔1〕将两极区隔离,阻止两极区产生的物质互相接触,防止副反响的发生,防止影响所制取产品的质量;防止引发不平安因素。
例如在电解饱和食盐水中,利用阳离子交换膜,防止阳极产生的Cl2进入阴极室与NaOH溶液反响,导致制得产品不纯;防止Cl2与阴极产生的H2混合发生爆炸。
〔2〕用于物质的制备。
电解后在溶液阴极区或阳极区产生所要制备的物质,例如,电解法制备KIO3,只有使用阴离子交换膜,才能保证阴极区的I−定向移动到阳极区被氧化为IO3−,从而提高原料的利用率,同时阴极得到副产物KOH。
〔3〕物质的别离与提纯。
例如海水中含有大量Na+、Cl−及少量Ca2+、Mg2+、SO42−，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,那么a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜,如下图。
〔4〕应用举例：如电解法可将含有A n B m的废水再生为H n B和A(OH)m,A为金属活动性顺序中H前金属,B n−为含氧酸根离子。
2.阴、阳离子交换膜的判断〔1〕看清图示,是否在交换膜上标注了阴、阳离子,是否标注了电源的正、负极,是否标注了电子流向、电流流向等,明确阴、阳离子的移动方向。
〔2〕根据原电池、电解池中阴、阳离子的移动方向,结合给出的制备、电解物质等信息,找出物质生成或消耗的电极区域,确定移动的阴、阳离子,从而推知离子交换膜的种类。
〔3〕实例：判断电解饱和食盐水装置〔如图〕中离子交换膜类型的方法。
方法1 阴极反响式为2 H++2 e−=H2↑,那么阴极区域破坏了水的电离平衡,OH−有剩余,阳极区域的Na+通过离子交换膜进入阴极室,与OH−结合得到NaOH,故电解饱和食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜。
阳阴离子交换膜详细规格比较表
0.15 酸回收 ・ 金属分离 ・ 食盐生产 ・
0.21 碱回收 ・
0.14 食品的脱盐 ・
0.22 碱回收 ・ 电解隔膜 ・
0.13 食品的脱盐 ・ 食盐生产 ・ 地下水除氮 ・
0.16
0.17
0.11
酸回收 （DD） 酸回收 （DD） ・ 酸回收 （DD） ・ ・ 有机酸的脱盐 ・ 糖的脱盐 ・ 酸和碱的 ・ 生产 （BPED）
特色
高强度
高强度耐碱性
高强度
高强度耐碱性
高酸扩散
高酸扩散
酸不易透过性
电阻 cm2） （Ω ・ 破裂强度 （MPa） 厚度 （mm）
3.0
4.5
2.4
4.40
≧0.10
≧0.40
≧0.25
≧0.90
≧0.15
≧0.25
≧0.25
≧0.15
特点
0.17 食品的脱盐 ・ 无机盐的 ・ 脱盐、 浓缩
使用实例
无机盐的 酸和碱的 ・ ・ 生产 （BPED） 脱盐、 浓缩 电解隔膜 ・ 去除地下水 ・ 矿物质
去除地下水 ・ 矿物质、 氮
推荐使用领域
温度 （℃） pH
≦40 0〜10
≦40 0〜10
≦60 0〜14
≦40 0〜8
≦60 0〜14
≦40 0〜8
≦40 0〜8
≦40 0〜8
≦40 0〜8
阳 / 阴离子交换膜 详细规格比较表
阳离子交换膜 标准薄膜 名称 CMX 种类 CIMS 强酸性 （Na型） 单价阳离子 选择透过性 1.8 CMB AMX AHA ACS 强碱性 （CI型） 单价阳离子 选择透过性 3.8 AFN AFX ACM 弱碱性 （CI型） 特殊薄膜 标准薄膜 阴离子交换膜 特殊薄膜
2024年阳离子交换膜市场发展现状
阳离子交换膜市场发展现状导言阳离子交换膜是一种常用于电解质分离与纯化的膜材料。
它在许多领域中具有广泛的应用，如水处理、化学品生产、能源储存和生物医学等。
本文旨在探讨当前阳离子交换膜市场的发展现状，并分析其未来的前景。
当前市场概况行业发展概述阳离子交换膜市场目前正处于快速发展阶段。
随着全球环境污染问题的加剧和水资源的持续紧张，需求量不断增长，推动了该市场的发展。
此外，新兴技术的引入和不断改进的生产工艺也进一步促进了市场的增长。
市场规模根据市场研究报告，2019年全球阳离子交换膜市场规模达到X亿美元，并预计在2025年将达到Y亿美元。
这显示了市场的巨大潜力，以及阳离子交换膜在各个行业中的广泛应用。
主要应用领域1. 水处理：阳离子交换膜被广泛应用于水处理领域，用于去除水中的离子污染物、重金属离子和有机物，提高水质。
2. 化学品生产：阳离子交换膜可用于化学品生产中的电解质分离与纯化，提高产品质量和纯度。
3. 能源储存：阳离子交换膜在能源储存领域的应用越来越广泛，如燃料电池、电解池等，用于离子传输和分离。
4. 生物医学：阳离子交换膜在生物医学领域起到了重要作用，如药物分离纯化、蛋白质分离、荧光染料分离等。
主要市场参与者全球阳离子交换膜市场主要由以下几家公司主导：•公司A•公司B•公司C•公司D这些公司通过不断的研发和创新，推动了市场的发展，并在各自的市场领域中占据了一定的市场份额。
市场驱动因素环境污染问题全球范围内的环境污染问题严重影响了水资源的可持续利用。
阳离子交换膜在水处理中的应用可以有效去除水中的离子污染物，提高水质，解决水资源污染问题。
新兴技术的引入新兴技术的引入不断推动着阳离子交换膜市场的发展。
比如，随着燃料电池技术的成熟，对阳离子交换膜的需求也在不断增加。
政府政策支持政府对环境保护和可持续发展的重视，为阳离子交换膜市场提供了良好的政策环境和政府支持。
这进一步推动了市场的发展。
市场挑战与前景市场挑战1. 市场竞争激烈：当前阳离子交换膜市场竞争激烈，市场份额分配不均，一些中小型企业面临着巨大的竞争压力。
第四章 第二节 微专题11 离子交换膜在电化学中的应用
微专题11离子交换膜在电化学中的应用1．离子交换膜的分类(1)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。
(2)阴离子交换膜：只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。
(3)质子交换膜：只允许H＋通过，不允许其他阳离子或阴离子通过。
(4)双极隔膜：是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产物H＋和OH－可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。
2．离子交换膜的作用(1)平衡左右两侧电荷，得到稳定电流离子交换膜能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
(2)阻隔某些离子或分子，防止某些副反应的发生离子交换膜能将两极隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(3)制备某些特定产品题型一离子交换膜的判断例1(2020·山东，10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。
现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。
下列说法错误的是()A．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 gD．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1答案 B解析由装置示意图可知，负极区CH3COO－发生氧化反应生成CO2和H＋，A项正确；隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，才能使模拟海水中的氯离子移向负极，钠离子移向正极，达到海水淡化的目的，B项错误；电路中有1 mol 电子通过，则模拟海水中有1 mol钠离子移向正极，1 mol氯离子移向负极，C项正确；负极产生CO2：CH3COO－＋2H2O －8e－===2CO2↑＋7H＋，正极产生H2：2H＋＋2e－===H2↑，根据得失电子守恒，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1，D项正确。
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1．环境保护：氯气污染大气 （图２－２中NaOH溶液的作用） 2．安全性： H2和Cl2 混合不安全， 易爆炸 （图２－２装置的安全性）
3．产品纯度： Cl2会和NaOH反应， （产品的纯度） 会使得到的NaOH不纯.
遇到这些问题，在实际工业生产中是如何 解决的？
阳离子交换膜——只允许阳离子通过，不 允许阴离子和分子通过 生产设备名称：阳离子交换膜电解槽
NaOH溶液
D1
D2
D3
实验室制备氯气的装置图
饱和食盐水
浓H2SO4 NaOH溶液
以氯气为例你觉得有关气体的制备要掌握 哪些内容？ 小结：气体制备实验包括哪些内容： 氯 气 的 实 验 室 制 法
原理: MnO2+4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2
＋2H2O
装置:发生装置 置 收集装置 置
净化（干燥）装 尾气吸收装
阅读与思考
1.海水中主要含有的物质有哪些？ 2.为什么溴被称为海洋元素?
3.人们是如何从海水中获得和使用氯化钠?
氯化物在海水中的含量
30 25 20 15 10 5 0 KCl CaCl2 MgCl2 NaCl
NaCl>>MgCl2>CaCl2>KCl
你知道吗?
NaCl俗名“食盐”，它有哪些用途呢？ 日常生活: 是我们日常生活中的必需调味品.
（1）该厂每天生产的氢气在标准状况下的体 积是多少？
（2）同时得到的氢氧化钠的质量是多少？
３、下图是实验室制备氯气的装置图，请指出 其中的错误。
①长颈漏斗应改成分液漏斗．②烧瓶下应垫石棉网． ③应用酒精灯加热． ④稀盐酸应改为浓盐酸．
⑤多余Cl2应通入NaOH溶液中
电解
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑ 人们把以电解食盐水为基础制取氯气、烧 碱(NaOH)等产品的工业称为“氯碱工 业”.
问题探究一：有人设计了如下实验装置图 电解食盐水，请你对比图２－２装置，作 出评价。（提示：H2和Cl2混合易爆炸）
1．环境保护： 2．安全性： 3．产品纯度：
3、U型管两端的氯化钠溶液中滴加了什么物质？
实验步骤:
实验现象
结论
1、按图组装仪器打开电源。
两极的变化。
2、用湿3、用小试管收集阴极产生的气 体，用拇指堵住试管口移近酒精 灯，松开拇指。
４、关闭电源。分别向Ｕ型管的 两端溶液中滴加１－２滴酚酞。
一、氯气的生产原理 １、氯气的工业制法 原理：
B１ B２ B３ B４
氢氧化钠 溶液
饱和食盐 水
若想制得纯净、干燥的氯气请选择装置(提示： 利用上题所给信息)（ ）
Cl2
②净化装置
C1
HCl气体 (饱和食盐水) 水蒸气 （浓硫酸）或(无水CaCl2)
C2
C3
C4
饱和食盐 水
浓硫酸
无水CaCl2
P2O5
实验室制得的多余氯气应如何处理？请选择 合适的装置（ ） ④尾气吸收装置：
瑞典化学家舍勒
18世纪，人们正致力于采矿事业，瑞 典化学家舍勒 也把精力放在了对软锰 矿（主要成分是二氧化锰）的研究上。 1974年的一天当他把软锰矿粉末和浓 盐酸混合加热时，惊奇的看到有一种 令人窒息且黄绿气体冒出，但舍勒并 未意识到自己发现了新元素，而且把 它称为“脱燃素的盐酸”这种气体具 有魔术般的本领 。直到1807年，英国 舍勒 【瑞典】 化学家戴维对这种气体进行了细致的 公元1742一1786 研究，并于1810年11月在英国皇家学 会上正式定名确认上述黄绿色气体， 是一种新元素，英文定名为
医学：配成浓度为０．９％的“生理食盐 水” 公路上的积雪也可以用氯化钠来消除。 工业：电解饱和食盐水制取氯气
演示实验：
信息一： １、氯气能使湿润的淀粉ＫＩ试纸变蓝 ２、氯气和ＮaＯＨ反应生成能溶于水的物质
阅读“观察与思考”回答下列问题:
1、电源正极和( )棒相连，电源的负极 和（ ）棒相连。
2、湿润的淀粉KI试纸放在何处？
２、氯气的实验室制法
（１）原理： MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+2H2O+Cl2↑
（２）装置： 请根据氯气的实验室制备原理选择合适 的装置（ ）
①发生装置
A1
A2
A3
请选择收集氯气的方法（提示：已知Ｃl２能溶 于水，难溶于饱和食盐水,氯气和ＮaＯＨ反应 生成能溶于水的物质)（ ） ③收集装置：
反馈练习： １、工业利用电解饱和食盐水方法制（）、（） 和（）。与电源正极相连的阳极收集的气体能使 湿润的（）变蓝色，是（）气体。与电源负极相
连的阴极收集的气体是（）气体。在（）极附近的溶 液中加酚酞溶液变红，说明有（）生成。
2、某氯碱长用用电解饱和食盐水方法生产
氯气。氯气的日产量为71吨，试计算：