阳离子交换膜修饰液液界面上相转移结晶现象的研究(2)

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3.1.7 Ca2+结晶现象的研究 23

3.1.8 Cu2+结晶现象的研究 24

3.2结论 25

致谢 26

参考文献 27

1绪论

1.1 研究背景

液/液界面[1]（Liquid/Liquid Interface，L/L）又称为两互不相溶电解质溶液界面（Interface between Two Immiscible Electrolyte Solutions，ITIES）或油/水界面（Oil/Water Interface, O/W）。电荷（包括电子和离子）在液/液界面上的转移反应过程是最基本的物理化学过程之一，利用各种电化学技术和方法研究这种界面上的电荷转移现象及其规律的科学称之为液/液界面电化学，它是介于传统分析电化学和化学传感器之间的电化学和电分析化学分支[2]。

该领域在过去50多年中发展迅速，主要是由于其在探讨相转移催化、萃取过程、化学传感机理、药物释放、太阳能转化以及模拟生物膜功能等方面具有潜在的应用前景[3,4]。所以，对阳离子交换膜支撑液/液界面上的相转移结晶现象进行研究，对于萃取、分离、提纯与海水淡化等方面具有重要的意义。将更多的界面电化学研究中的发现应用于实际生活，以及将其进行更深一步的研究，对于拓展科学成果的实际应用和对探索自然界复杂体系都具有很重要的意义。

经过数年的研究与发展，离子交换膜的电化学性能已得到极大提高，某些性能几乎达到了极限。当前，本课题组在四电极体系条件下，以CHI 660D电化学工作站为工作环境，有针对性的研究了阳离子交换膜修饰的液/液界面的离子转移情况，并采用i-t曲线法对阳离子交换膜修饰液/液界面上的相转移结晶现象进行研究，此外，还将其与其他阳离子在阳离子交换膜上结晶现象进行对比，得出不同阳离子在阳离子交换膜修饰的液/液界面上结晶的可能性。

1.2 离子交换膜

离子交换膜是膜状的离子交换树脂，因其具有优良的离子选择透过性，所以吸引了大家的关注，是具有很高研究价值的高分子膜。离子交换膜由高分子骨架、固定基团和基团上的可移动离子[34]三部分组成。其中最主要的结构成分是高分子骨架，它起着支撑整个膜的作用；固定基团与基膜相连，是不可解离的离子，也是离子交换功能的主要基团；可移动离子与固定离子的电荷相反，它们依靠静电引力与固定基团相连，能在电解液中自动解离，并与周围带有相同电荷的离子进行交换反应。

离子交换膜按照其带电荷种类的不同，可分为阳离子交换膜和阴离子交换膜。阳离子交换膜因其膜体中含有带负电的活性基团，因此它只能选择透过阳离子而有效阻挡阴离子的透过。按照活性基团酸性的强弱，可将其分为：强酸性阳膜、中强酸性阳膜和弱酸性阳膜。其中磺酸基属于强酸性的活性基团，属于强电解质，解离度大，几乎可在整个pH范围内解离。与之相对，阴离子交换膜因膜体中含有带正电的活性基团，因此它只能选择性透过阴离子而有效阻挡阳离子的透过。按照碱性基团的强弱，即其解离度的大小，可分为：强碱性阴膜、中等碱性阴膜和弱碱性阴膜。

另外，按照膜体宏观结构的不同，离子交换膜又可以分为异相膜、均相膜和半均相膜。其中，异相膜是将粉状的离子交换树脂与粘合剂通过混炼、拉片并加网热压而制成的，即是用物理方法制成的。而均相膜则是固定基团以化学键与膜状高分子母体相结合制成的。半均相膜则是膜中的一部分固定基团以物理方式与高分子母体结合，而另一部分固定基团以化学键与高分子母体相结合。[5]