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离子交换膜的电化学性能经过数年研究与发展也已经得到非常大的提高,一些性能几乎达到了极限。但是问题也存在很多,我国生产技术比较落后,仍以异相膜为主要产物,产品主要应用于电渗析,仅能小规模的生产均相膜,还不能够商品化,尤其是对一些具有特殊作用的离子膜,比如说选择透过膜、镶嵌膜、电解用Nation膜、燃料电池用膜的研究几乎为零。 除此之外,相关特种分离领域如冶金工业中废酸的回收、海水浓缩制盐、重金属离子的分离纯化以及去除电渗析过程导致膜结垢的二价态阳离子等也对离子膜选择严格,都要求离子交换膜能够具有选择性地分离不同价态阳离子这一性质。针对此种需求,虽然国外研究的较多但是我国对此还鲜有报道。因此本课题选择循环伏安法,在四电极体系条件下以CHI600电化学工作站为工作环境针对性的研究阳离子交换膜支撑液/液界面上的离子转移情况。
近年来,随着将多孔膜作为模板来支撑液/液界面,多通道即阵列微纳米液/液界面电化学反应[20]的研究因其在微全分析系统（µ-TAS）、电化学传感器、电荷转移反应机理的研究以及纳米材料的模板合成等方面的广泛应用而引起了人们的广泛关注及重视。近期,英国Dryfe小组首次采用了用微孔分子筛材料-Y型沸石所形成的薄膜作为模板来支撑液/液界面研究电荷在该界面上的转移反应[21],用沸石膜的原因主要是由于沸石分筛中的孔道具有较小的孔径(0.56nm×0.51nm),而且内表面带有负电荷,所以能够实现一些简单的无机和有机离子在液/液界面上的电荷选择性的转移。但是,Dryfe小组采用的模板实际上具有很大的缺陷。首先,Dryfe等是在金属汞表面通过化学合成形成Y型沸石分子筛薄膜[22],其制备过程十分繁琐,而且还涉及到汞这类有毒物质。其次,该膜必须经过高温灼烧脱模,而高温灼烧后会使膜变得十分脆而易碎,因此其稳定性还存在极大的缺陷,难以将其商业化应用于工业。
因此本课题研究提出用阳离子交换膜来作为一种新型的模板支撑液/液界面,且该界面满足结构完整、稳定的特点来开展液/液界面上尺寸和电荷选择性离子转移反应的研究。