全氟离子交换膜 制法、性能和应用PDF电子书下载

第一章 全氟离子交换膜概述 1

第一节 离子交换和离子交换膜 1

第二节 全氟离子交换膜 3

第三节 氯碱的三种电解方法 4

第四节 离子膜法的原理及其发展 7

第五节 电化学工业对离子膜的要求 13

参考文献 14

第二章 全氟离子交换树脂的合成 16

第一节 主要含氟原材料的特性及其工业制备 16

一、四氟乙烯 16

二、六氟环氧丙烷 22

第二节 全氟磺酸离子交换树脂 27

一、概述 27

二、对全氟磺酸离子交换树脂的基本要求 28

三、带磺酰氟基团的全氟烯醚单体的合成 31

四、全氟磺酸离子交换树脂共聚物的合成 35

五、表征全氟磺酸离子交换树脂质量的部分主要参数及其相互关系 40

第三节 全氟羧酸离子交换树脂 43

一、概述 43

二、对全氟羧酸离子交换树脂的基本要求 44

三、全氟羧酸离子交换树脂的合成 45

四、合成全氟羧酸离子交换树脂的聚合和后处理过程 50

五、表征全氟羧酸离子交换树脂质量的主要参数及相互关系 53

参考文献 58

第三章 全氟离子膜的成型加工工艺 60

第一节 全氟离子膜的发展与改进 61

一、全氟离子膜的发展沿革 61

二、全氟离子膜的主要系列与构型(示意) 67

第二节 对成型加工用的全氟碳树脂的技术要求 67

一、用于熔融加工的特种全氟碳聚合物 67

二、对成型加工用的全氟碳树脂的一些基本要求 69

第三节 全氟离子膜用的增强骨架材料 80

一、全氟离子膜增强的必要性 80

二、全氟离子膜常用的增强骨架材料及基本技术要求 82

第四节 全氟离子膜成膜工艺概述 90

一、全氟磺酸与全氟羧酸树脂的成膜工艺 90

二、增强复合工艺 92

三、全氟磺酸膜-M(金属原子)微复合膜工艺 104

第五节 全氟离子膜水解转型工艺 107

一、全氟磺酸膜、全氟羧酸膜及其增强复合膜水解转型的工艺过程 107

二、检测单膜与增强复合膜水解转型程度的切片染色试验手段 108

三、水解转型体系及其工艺条件的选择 109

四、膜的水解转型完全程度质量检测 112

第六节 全氟离子膜的表面改性涂层工艺 114

一、零极距(Zero gap)膜表面涂层工艺的发展 114

二、亲水性无机涂层及其技术要求 116

三、亲水性无机涂层的涂覆工艺 118

第七节 改进全氟离子膜抗剥离性能的初步探讨 119

一、在全氟磺酸/羧酸增强复合膜层间发生起泡(Blister)及剥离的原因浅析 120

二、增进全氟磺酸/羧酸增强复合膜抗剥离性能的初步探讨 125

参考文献 130

第四章 全氟离子膜特性参数及测试方法 132

第一节 全氟离子膜的主要特性 132

第二节 膜的表现尺寸及测试方法 134

一、外观及针孔检查 134

二、溶胀度测试 134

三、离子膜厚度的测试 136

四、孔径 136

第三节 膜的机械强度 138

一、膜的机械强度的意义 138

二、膜的机械强度的测定方法 139

三、全氟离子交换膜的机械强度测定数据 139

第四节 膜的离子交换容量 142

一、离子交换容量的定义 142

二、IEC值的测定方法 143

三、离子交换容量对膜性能的影响 144

第五节 离子交换膜的含水率 147

一、含水率的定义 147

二、膜的含水率的测定方法 147

三、影响膜中含水率的因素 148

第六节 离子膜的电导度(或膜电阻) 151

一、膜电导的定义 151

二、膜电导(或膜电阻)的测定 152

三、影响膜电导(电阻)的因素 153

第七节 水在膜中的电渗透 157

一、水的电渗透定义 157

二、水通过离子膜的电渗透系数的测定法 157

三、影响膜中水的电渗透速度的主要因素 159

第八节 离子膜中的扩散 163

一、扩散定律 163

二、膜中扩散系数的测定方法 164

三、影响扩散速度的因素 165

第九节 膜的离子迁移数 167

一、离子迁移数的定义 167

二、离子迁移数的测定方法 168

三、迁移数的测定举例 170

参考文献 171

第五章 全氟离子交换膜在氯碱电解工业中的应用 172

第一节 离子膜电解槽中的电化学反应过程及物料平衡 172

一、离子膜电解槽中的电化学反应 172

二、离子膜电解槽中的物料平衡 173

三、工业电解槽中的物料平衡 176

第二节 离子膜电解槽中的电流效率 178

一、电流效率的计算 178

二、影响电流效率的因素 179

第三节 离子膜电解槽的槽电压 191

一、槽电压的构成 191

二、影响槽电压的主要因素 192

第四节 电解电耗 200

一、电解电耗的意义 200

二、影响电解电耗的主要因素 201

第五节 离子膜法制烧碱时的产品质量 204

一、产品质量的概况 204

二、影响产品质量的主要因素 204

第六节 盐水中不纯物的影响及控制 211

一、盐水中不纯物的影响 211

二、盐水中杂质含量的控制--盐水二次精制 217

第七节 离子膜电解的工艺流程 222

一、离子膜电解的工艺流程 222

二、离子膜电解流程的简要说明 222

第八节 离子膜电解槽 224

一、离子膜电解槽的结构设计 224

二、膜电解槽的分类及性能 225

三、膜电解槽技术的进步 229

第九节 离子膜性能劣化的原因及其经济寿命 235

一、操作条件不当对膜性能的伤害 236

二、离子膜电解槽的结构对膜劣化的影响 244

三、离子膜的适时更换 246

参考文献 248

第六章 全氟离子交换膜在其他方面的应用 250

第一节 全氟离子膜在盐类等电解方面的应用 250

一、由氯化钾电解制造碳酸钾 250

二、由氯化钠电解制造碳酸钠 251

三、由氯化钠电解制造亚硫酸钠 252

四、由硫酸钠电解制烧碱和硫酸 252

五、阳极氧化法制造过硫酸铵 252

六、阴极还原法由二氧化氯气体制造亚氯酸钠 253

七、丙烯腈电解还原二聚制己二腈 254

第二节 全氟离子膜在次氯酸钠溶液制造中的应用 255

一、概况 255

二、几种不同的次氯酸钠生产工艺 256

第三节 全氟离子膜在SPE电解装置中的应用 261

一、SPE电解法 261

二、SPE法电解盐酸 264

三、用SPE电解法电解水 266

四、SPE电解法在其他方面的应用 267

第四节 全氟离子膜在氢氧燃料电池方面的应用 268

一、概况 268

二、SPE型氢-氧燃料电池 269

第五节 全氟离子膜在其他方面的应用 271

一、铬酸溶液的再生 271

二、阳极溶解法制备电镀用药品 272

三、从电镀液中回收金 272

四、由盐类制造酸 273

参考文献 274

第七章 全氟离子交换膜的发展展望 275

第一节 新型高性能膜的研制 275

一、Nafion PX膜--预扩张膜(Preexpomded) 275

二、高电流密度下使用的膜 276

三、制造高浓度烧碱用的离子膜的研制 276

第二节 高温高压离子膜电解技术的开发 281

第三节 全氟阴离子交换膜的开发 282

一、概况 282

二、全氟阴离子膜的结构 283

三、全氟阴离子膜的种类和性质 283

四、全氟阴离子膜的应用 284

第四节 氧阴极技术的开发 285

一、氧阴极技术的原理 285

二、氧阴极的结构及性能 286

参考文献 288