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1、_7期化學世界·429·●第全氟磺酸樹脂在氯堿膜中的作用機理探析王學軍孫(1．山東東岳高分子材料有限公司，山東淄博256401；2．東岳集團有限公司技術中心，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構，認為電驅動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行的。膜的離子交換基團主導離子簇和離子通道的形成。結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理。膜的離子透過性賦予膜以電導性，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。關鍵詞：全氟磺酸樹脂；離子交換膜；離子通道；水通道；機理；氯堿工業(yè)中圖分類號：TQ028．8；O631；TQ114．2文獻標志碼：A文章編號：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用最業(yè)上成功應用、推進技術進步的體現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，截早、工業(yè)化技術最成熟的領域，具有總能耗低、環(huán)境至2012年底，中國燒堿產(chǎn)能已達到37356kt，其中污染低、操作方便等優(yōu)點叫。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，是電化學全氟離子交換膜作為核心
7、材料，是由全氟磺酸技術和氯堿工業(yè)的一個巨大進展，也是新材料在工膜、全氟羧酸膜、聚四氟乙烯增強網(wǎng)布復合而成，并收稿日期：2012—12—26；修回日期：2013—02—14基金項目：國家“十二五”科技支撐計劃項目(2011BAE08B05)作者簡介：王學軍(1975一)，男，山東泰安人。博士，高級工程師，主要從事含氟材料與膜分離研究與應用。E—mail：hiwxj@126．com。l_·430·化學世界2013正且在膜的兩面附有親水性涂層，其斷面結構示意圖斷往陰極室里注入水，以補充水的消耗和調節(jié)產(chǎn)品如圖1所示。氯堿復合膜的磺
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出。離子傳導性，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的生產(chǎn)氯堿的工
