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1、_7期化學(xué)世界·429·●第全氟磺酸樹脂在氯堿膜中的作用機(jī)理探析王學(xué)軍孫(1．山東東岳高分子材料有限公司，山東淄博256401；2．東岳集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，山東淄博256401)摘要：根據(jù)氯堿膜電解的工作原理，分析了磺酸樹脂層的微觀結(jié)構(gòu)，認(rèn)為電驅(qū)動(dòng)下的離子遷移與水傳遞是以水合離子通過膜通道的方式進(jìn)行的。膜的離子交換基團(tuán)主導(dǎo)離子簇和離子通道的形成。結(jié)合加工過程解釋了離子通道的形成過程，提出曲折貫通的離子通道而非離子交換能力是磺酸層的主要作用機(jī)理。膜的離子透過性賦予膜以電導(dǎo)性，而離子的水傳遞數(shù)決定了氯堿膜的水通量大小。在膜中
2、構(gòu)建納米通道可以為新一代氯堿膜的開發(fā)提供新的思路。關(guān)鍵詞：全氟磺酸樹脂；離子交換膜；離子通道；水通道；機(jī)理；氯堿工業(yè)中圖分類號(hào)：TQ028．8；O631；TQ114．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：0367—6358(2013)07—0429—06ProbingintotheMechanismofPerflu0rinatedSul／onicAcidResininChlor—alkaliMembraneWANGXue-jun’(1．ShandongDongyuePolymerMaterialCo．Ltd．，ShandongZibo
3、256401，China2．TechnologyCenterofDongyueGroupCo．Ltd，ShandongZibo256401，China)Abstract：Accordingtotheprincipleofchlor—alkalielectrolyzation，themicrostructureoftheperfluorinatedsulfonicacid(PFSA)resinlayer．isanalyzedandtheworkingmechanismisputforwardthatthetransporto
4、fionandwateriscarriedoutbymeansofionhydration．Theion—exchangefunctionalgroupsdominatetheformationofionclustersandionchannels．Basedonthemanufacturingprocess，theformationofionchan—nelisexplainedandthemainmechanismofPFSAresinlayeriSduetoflexuralionchannelinsteadofion
5、-exchangecapacity．Theionpermeationperformanceendowsthemembranewithelectricconductivity，whilethewatertransfernumberofNadeterminesthewaterfluxofmembrane．ItiSapromisingideatobuildnano-scalechannelsinmembranetoproduceanewgenerationofchlor—alkalimembrane．Keywords：perfl
6、uorinatedsulfonicacidresin；ion-exchangemembrane；ionchannel；waterchannel；mech—anism；chlor—alkaliindustry離子膜法制堿是全氟磺酸離子交換膜應(yīng)用最業(yè)上成功應(yīng)用、推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，截早、工業(yè)化技術(shù)最成熟的領(lǐng)域，具有總能耗低、環(huán)境至2012年底，中國燒堿產(chǎn)能已達(dá)到37356kt，其中污染低、操作方便等優(yōu)點(diǎn)叫。以具有選擇透過性的離子膜法燒堿產(chǎn)能超過9O％。全氟離子交換膜作為氯堿電解槽的隔膜，是電化學(xué)全氟離子交換膜作為核心
7、材料，是由全氟磺酸技術(shù)和氯堿工業(yè)的一個(gè)巨大進(jìn)展，也是新材料在工膜、全氟羧酸膜、聚四氟乙烯增強(qiáng)網(wǎng)布復(fù)合而成，并收稿日期：2012—12—26；修回日期：2013—02—14基金項(xiàng)目：國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAE08B05)作者簡介：王學(xué)軍(1975一)，男，山東泰安人。博士，高級(jí)工程師，主要從事含氟材料與膜分離研究與應(yīng)用。E—mail：hiwxj@126．com。l_·430·化學(xué)世界2013正且在膜的兩面附有親水性涂層，其斷面結(jié)構(gòu)示意圖斷往陰極室里注入水，以補(bǔ)充水的消耗和調(diào)節(jié)產(chǎn)品如圖1所示。氯堿復(fù)合膜的磺
8、酸層較厚，具有高的NaOH的濃度。所得的堿液從陰極室上部導(dǎo)出。離子傳導(dǎo)性，能夠有效降低膜的電阻；羧酸層較薄，用這種方法制得的產(chǎn)品比用隔膜法電解生產(chǎn)的產(chǎn)品對Na有高度的選擇性而阻擋0H一反滲，提高膜的濃度大，純度高，而且能耗也低，所以它是目前最先電流效率。因此，用全氟磺酸樹脂和全氟羧酸樹脂進(jìn)的生產(chǎn)氯堿的工
