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氯碱工业交换膜是什么

发布时间:2022-05-26 03:23:52

⑴ 工业制取氯气为什么用阳离子交换膜,可以用阴离子交换膜吗

不可以。。。【捂脸】
在氯碱工业中,阳离子交换膜能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
若用阴离子交换膜,Cl-和OH-都聚集在阳极,在阳极区的Na+和OH-形成NaOH。NaOH与Cl2反应降低了烧碱纯度。
准确点说,氯碱工业中的离子交换膜只能允许H+,Na+通过,不允许Cl-,OH-通过,这样才能提高电流功率和烧碱纯度。
所以用阳离子交换膜,不能用阴离子交换膜

⑵ 用于交换膜燃料电池和氯碱工业的氯碱离子膜的区别

离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,阳离子膜通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子 如钠型磺酸型:固定基团是磺酸根 解离离子是钠离子,阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母

⑶ 为什么氯碱工业中用阳离子交换膜 不用阴离子 不用交换膜不行

氯碱工业是为了得到NaOH溶液、Cl2、H2

总反应方程式为:2NaCl+2H20=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑

阳极反应:2Cl- - 2e- ==Cl2↑ ,是Cl-失电子被氧化成Cl2

阴极反应:2H2O + 2e- ==2OH- + H2↑ ,是水得电子被还原成H2

由于阴极区氢氧根较多,为了得到NaOH所以采用的不是阴膜而是阳膜,让阳极区的Na+通过而平衡电荷,起到盐桥的作用;同时可以隔开阳极和阴极,防止产物混合,如H2和Cl2混合会爆炸,Cl2和NaOH混合会使NaOH不纯。

1| 氯离子的来源及危害
Cl-可与Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的离子形成氯化物。地表水中氯化物的来源有自然源和人为源两类。自然源主要有两种:一是水源流过含氯化物地层,导致食盐矿床和其他含氯沉积物溶解于水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹来的风的影响,导致水中氯化物含量增加。人为源主要有采矿、石油化工、食品、冶金、制革(鞣革)、化学制药、造纸、纺织、油漆、颜料和机械制造等行业所排放的工业废水以及人类生活所产生的生活污水,其中工业排放是最主要来源。

工业废水中氯化物含量较高,如泡菜行业腌渍废水氯离子浓度可达1153000mg/L,如不加控制直接排入水体,将严重危害水环境、破坏水平衡,影响水质,对渔业生产、农业灌溉、淡水资源造成影响,严重时甚至会污染地下水和引用水源。比如,水中氯化物含量过高时,会腐蚀金属管道和构筑物、妨碍植物生长、影响土壤铜的活性、引起土壤盐碱化(特别是四川地区)、使人类及生物中毒。当水中阳离子为镁,氯化物浓度为100mg/L 时,即可使人致毒。

⑷ 下图是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图,其中离子交换膜为“阳离子交换膜”,它有一特殊的性 质--只允

(1)d; Cl 2 ;正; 增强溶液的导电性,又不影响NaOH纯度
(2)①阴;②4OH - -4e - ==2H 2 O+O 2 ↑ 或2H 2 O-4e - == 4H + +O 2 ↑ ;③NaOH ;H 2 O(加少量稀H 2 SO 4 )

⑸ 氯碱离子膜的简介

氯碱离子膜,既全氟离子膜,是交换膜燃料电池和氯碱工业中最核心的技术材料。但用于交换膜燃料电池和氯碱工业的氯碱离子膜不是同一种。
氯碱离子膜是一种特殊的阳离子选择性透过膜,主要应用于氯碱工业。在2010年6月30日前,全世界只有美国杜邦和日本旭化成等极少数公司拥有此项技术,并对其他国家进行技术封锁,在世界形成垄断,价格昂贵,每平方米进口价近万元。
在历经8年科研攻关,于 2010年6月30日,山东东岳集团100%国产化的全氟离子膜,在万吨级氯碱装置上一次通电成功,打破了美国、日本长期对该项技术的垄断。标志着我国成为全球第三个拥有氯碱离子膜核心技术和生产能力的国家;而同时,我国自主研发的交换膜燃料电池用氯碱离子膜也在东岳集团问世,是我国成为第二个可以自主研发生产交换膜燃料电池用氯碱离子膜的国家。

⑹ 【高中化学【氯碱工业】用电解槽加阳离子交换膜作装置,那这个对加入的氯化钠溶液有什么要求吗

应选第二个要求。
首先需要明确,阳离子交换膜将电解槽分开成两部分(阳极室、阴极室),其中仅有氢离子和钠离子可以自由移动。则根据阳极反应方程式(2Cl-2e-==Cl2),可以知道阳极室中氯离子转化为氯气溢出,溶液中阴离子数目减少。又由于阳离子交换膜阻碍了阴极室生成的氢氧根离子(2H2O+2e-=H2+2OH-)进入阳极室,因此若想保证溶液的电中性,阳极室的钠离子必须通过交换膜进入阴极室。即阳极室生成Cl2,阴极室生成NaOH,且阳极室溶液浓度会减小。因此,若想使反应能持续进行,阳极室的溶液必须足够浓,则阳极室应加入饱和NaCl溶液。

⑺ 氯碱工业在生产过程中必需把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开,为什么

阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

Cl-比OH-更易失去电子,在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出。
阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应:2H++2e-=H2↑(还原反应)
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2
工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行。

⑻ 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么

离子交换膜具有选择透过性。它只让Na
+
带着少量水分子透过,其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的
NaCl溶液,往阴极室注入水。在阳极室中Cl
-
放电,生成
C1
2
,从电解槽顶部放出,同时
Na
+
带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中
H
+
放电,生成
H
2
,也从电解槽顶部放出。但是剩余的
OH
-
由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了
NaOH溶液。随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl
-
通过,所以阴极室生成的
NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。

⑼ 氯碱工业中阳离子交换膜的作用是什么

阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜,通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子,如钠型磺酸型固定基团是磺酸根,解离离子是钠离子。

阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中,但在膜外通电通过电场作用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。

(9)氯碱工业交换膜是什么扩展阅读

性质

均相膜的电化学性能较为优良,但力学性能较差,常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差,而力学性能较优,由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱,常存在缝隙而影响离子选择透过性。

离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>UO卂(这是什么?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+

阴离子在阴膜中透过性次序为: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值,根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。

水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能,其值愈大,在电渗析时水损失愈大,通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。

参考资料来源:网络-阳离子交换膜

参考资料来源:网络-离子交换膜

⑽ 氯碱工业中采用阳离子交换膜电解槽,可以防止氯气与碱反应。

正确,但是不仅仅是这些,还包括以下:1)阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸;2)阻止OH-从阴极室到阳极室;3)阻止CL2和OH-离子即碱反应。
在阳极室Cl - 离子失去电子生成CL2,阴极室 H +离子得到电子生成 H 2 ,同时阴极室产生大量 OH - 离子,这样和从阳极迁移过来的Na+一起在在阴极室就形成了 NaOH溶液。阳离子交换膜隔离了气相和液相中的阳离子。

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