第11卷第2期 2011年4月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engincering
离子交换膜面电阻的测定及其影响因素
赵西云“，王倩“，石绍渊，丛威”
(1.中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190；2.中国科学院研究生院，北京100049)
Vol.11 No.2 Apr.2011
摘要：采用白行设计的交流电法测定装置及优化的测定条件对几种离子交换膜的面电阻(R,)进行了测定，并考察了其影响闪素，结果表明，优化的测定条件为电导池电极间距10mm、极室直径20mm，测定电压频率为100.0kHz、电为100mV.JAM和JCM系列膜的R，与含水量早负相关，阴膜RXAM和阳膜RXCM的R，受溶液中反离子种类影响较大，受同离子影响较小，而双极膜RXBM的R，则同时受溶液中阴离子和阳离子种类的影响：当溶液浓度低于
0.5mol/L时，R随溶液浓度升高而明录降低，高于1.0mol/L以上时较稳定关键调：离子交换膜：面电阻：测定方法：影响因素
文献标识码：A
中图分类号：TQ028.8 1前言
文章编号：1009-606X(2011)02-0329-07
征；另一方面又受溶液中离子种类和浓度的影响，为评
离子交换膜技术特别适合现代工业对节能、低品位原料再利用和消除环境污染等方面的需要，目前已广泛应用于氯碱工业、食品工业、发酵工业、海水淡化、燃料电池和废水处理等多个领域(1-3，离子交换膜是应用该技术的核心，其主要物理化学性质包括交换性能(含水量和交换容量)、电学性能(面电阻)、传质性能(迁移数和电渗系数)等.这些性质决定了膜在应用过程中的脱盐效果、能耗、最大浓缩度等指标.尤其在电渗析过程中，由于所选膜的面电阻较高或面电阻因膜污染而增加，导致能耗增加，已成为制约膜在电渗析中应用的关键因素，
然而，目前对离子交换膜面电阻尚无商品化测定装置，各研究机构和膜生产厂商采用不同的测定方法和自行研制的测定装置.由国家海洋局制定的异相离子交换膜面电阻测定标准4由于测定结果波动较大等原因，未被普通推广及采用，自前采用的方法可分为交流电法和直流电法[3-9，设计的测定装置及测定条件各不相同.交流电法测定原理基于电导率的定义，采用的装置有 LEMI夹装置、平衡-差值装置和汞室装置17.8]，测定频率1~200kHz，所用溶液体系也不同.直流电法测定装置有Guillou室装置、对称锥形室装置18,9等，测定原理基于欧姆定律，由于采用的测定原理和装置不同，同一离子交换膜的测定结果也有较大差别[9-，这给离子交换膜的性能研究和选择应用都带来了不便，
离子交换膜的面电阻一方面与膜的含水量、交换容量和交联度等因素有关，反映离子交换膜的内部结构特
价电迁移性能和电膜过程的动力学参数提供了基本信息5)，因而是衡量膜性能的重要指标，而膜的其他性能及落液波性质对面电阻的影响还需进一步研究
本工作基手交流电法测定原理，系统比较了测定装置的电导池结构及测定频率和电压对面电阻测定结果的影响，建立了可快速且高精度测定离子交换膜面电阻的方法，并研究了几种国产离子交换膜的面电阻与膜及外界溶液的关系，为研究膜的性能提供理论基础，也为选择合适的膜用于不同应用体系提供参考依据
2实验 2.1材料与试剂
阴离子交换膜JAM系列[JAM-i，i为交联度，即交联剂(二乙烯苯)占交联共聚物的质量百分数)和阳离子交换膜JCM系列(JCM-i.i为交联度)由北京环争利达环保设备有限责任公司生产，采用涂浆法制备，基本性质见表1.对面电阻的测定采用直流电源法4.阴离子交换膜RXAM-1003、阳离子交换膜RXCM-1003和双极膜RXBM-1003均为河北文安光亚化工有限公司生产，采用含浸法制备.阳离子交换膜SCM由上海翔封水处理设备有限公司生产，以上几种膜都为均相膜，且固定基团为磺酸基或季胺基的强酸型或强碱型的离子交换膜
NaOH，HC,H,SO4均为北京化工厂生产，NaCI Na,SO4,(NH4)2SO4，NHCI为汕头市西陇化工有限公司生产，以上材料均为分析纯
收稿日期：2010-03-8，修图日期：2011-0328
基金项目：国家自然科学基金资助项R(编号：21076214)：国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号：2009AA033006)：国家重点基础研究发展
规划(973)基金资助项目(编号：2007CB714306)
作者篇介：赵西云(1986-)，男，江苏省徐州市人，硕土研究生，生物化工专业；丛威，通讯联系人，Tel:010-82627060,E-mail:weicong@home.ipe.ac.cn
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