中国氯碱离子膜研发进展

胡总书记来到试车现场
离子膜挤出成膜设备
幅宽1.4米的复合增强离子膜
国产全氟离子膜初步评价结果
项目组膜运行记录（无涂层）
运行天数 表电压 V 电流效率 NaOH浓度 % % 水传递数 个/个Na+ 电耗 kWh/t
1 3 5 7 8 平均
3.21 3.21 3.22 3.24 3.25 3.22
3.99 3.97 3.92 3.89 3.95 3.94
2323 2340 2361 2342 2345 2337
操作条件：4.5kA/m2，活性阴极，0极距，205g/L阳极液，85－90度
电解产物质量
氯气中氮气 氯气中氢气 氯气中氧气 氯酸盐 碱中 含盐含量 0.07 % 0.01 % 0.2 % 0.002 % 0.004 % < 1% < 0.1% < 1% <0.002% <0.007%
Dyfion，Y＝ 2.244+0.217CD
3.0
2.5
2.0 0 1 2 3 4 5 6 7
电流密度CD(kA/m2)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
85℃，200克/L NaCl；50cm2实验槽
电流效率及电压特性
Ca2+耐受性，Ca2+=0.2ppm
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
磨擦损耗
40
30 磨 耗 损 失
DongYue
20
N966 F-8020 N2030
/mg 10
0 ASTM标准 D 1044-99
耐折度
至 膜 断 裂 时 所 进 行 的 连 续 拉 伸 次 数 350 300 250 200 150 100 50 0 ASTM标准 D2176-97a(2002)
研发进展
本项目从基础理论研究开始，以初级原料为起 点，成功地解决了制备全氟离子交换膜所需的一系 列关键材料，涉及多领域、多学科的科学难题、技 术难题、装备难题和工程难题，获得了大量、多领 域的原始创新。 申请了100多项发明专利，已经授权30多项。
制备全氟磺酸树脂和全氟羧酸树脂 的高纯四氟乙烯装置
制备中间体的的高纯六氟丙烯装置
全氟磺酸、羧酸单体 工程验收
完成工业化全氟磺酸树脂、全氟羧酸树脂、 全氟材料增强纤维及其网布
全氟磺酸、羧 酸树脂生产装 置
离子膜树脂聚合控制室
改性PTFE增强网布制作车间
全氟离子膜用PTFE 增强网
建成20万平方米/年增强复合全氟 离子膜生产线
2009年9月22日我国幅宽1.4米的离子膜诞 生，30年来几代人的梦想成真
电压曲线Voltage curves 5.5KA/m2；85-90℃，200克/L NaCl；50cm2实验槽
电效曲线CE curves
电流效率及电压特性
Mg2+耐受性，Mg2+=0.2ppm
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
电压曲线Voltage curves 5.5KA/m2；85-90℃，200克/L NaCl；50cm2实验槽
实验条件： 盐水浓度：200g/L；碱液浓度：32%，温度85－90℃ 实验方法：离子膜反装 运行时间：12小时。
树脂合成实验装置之一
熔融挤出制备全氟离子膜实验装置之一
项目组研发基地
李克强副总理视察项目组
温家宝总理视察项目组
胡锦涛总书记视察项目组
谢谢
国外某公司高强度膜运行记录
运行天数 表电压 V 电流效率 NaOH浓度 % % 水传递数 个/个Na+ 电耗 kWh/t
1 3 5 7 8 平均
3.36 3.38 3.36 3.38 3.39 3.37
96.93 96.78 95.97 96.71 96.86 96.65
31.3 32.0 31.8 31.7 32.1 31.8
电效曲线CE curves
电流效率及电压特性
Sr2+耐受性，Sr2+=1ppm
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
电压曲线Voltage curves 5.5KA/m2；85-90℃，200克/L NaCl；50cm2实验槽
电效曲线CE curves
DongYue F-8020 N2030
N966
撕裂强度
4000
3000
撕 裂 2000 强 度
1000 对照膜1 对照膜2
DYfion
对照膜3
/g
0 ASTM标准 D5734-95(2001) Elmendorf 法
K系数与商业膜比较
4.0
槽电压 Voltage (V)
3.5
对照膜， 2.30+0.223CD
96.29 97.66 95.16 96.56 96.49 96.43
32.2 31.8 31.9 32.0 31.5 31.88
3.96 3.88 3.87 3.84 3.86 3.88
2234 2203 2267 2249 2244 2239
操作条件：4.5kA/m2，活性阴极，0极距，205g/L阳极液，85－90度
电流效率及电压特性
I-耐受性， I- =10ppm
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
电压曲线Voltage curves 5.5KA/m2；85-90℃，200克/L NaCl；50cm2实验槽
电效曲线CE curves
国外某商品膜抗剥离起泡性能
中国氯碱离子膜研发进展
上海交通大学/山东东岳集团 张永明
国家立项的有关离子膜重大项目
• 全氟离子膜的重大意义 • “六五”、“七五”原化工部/中科院重大联合科技攻关项目 • “十五”国家863计划重大项目（东岳/交大承担） • “十一五”国家支撑计划重大项目（东岳/交大承担） • 国家投入1亿元，山东省投入1亿元，东岳集团投入4亿 元，历时8年。