電控離子交換技術及應用

1緒論1
1.1重金屬離子來源1
1.2重金屬離子的危害2
1.3重金屬處理3
1.3.1化學法3
1.3.2電解法4
1.3.3吸附法4
1.3.4膜分離法5
1.4研究思路5
參考文獻6
2電控離子交換機制7
2.1直接電位驅(qū)動金屬離子法7
2.2間接電位驅(qū)動法11
2.2.1電位觸發(fā)質(zhì)子自交換驅(qū)動法11
2.2.2電位觸發(fā)pH響應驅(qū)動技術離子12
參考文獻15
3電控離子交換材料及其制備過程19
3.1引言19
3.2電活性離子交換材料的分類21
3.2.1無機電活性離子交換材料21
3.2.2有機電活性離子交換材料24
3.2.3有機無機雜化電活性離子交換材料27
3.3電活性離子交換材料的合成27
3.3.1無機電活性離子交換材料的合成27
3.3.2有機電活性離子交換材料的合成32
3.3.3有機無機雜化的電活性離子交換材料的合成36
參考文獻37
4堿金屬離子分離43
4.1引言43
4.2電控鋰離子分離44
4.2.1電控鋰離子分離機理44
4.2.2λ-MnO2/PPy/PSS復合膜的制備及結構表征45
4.2.3λ-MnO2/PPy/PSS復合膜的性能表征47
4.3電控銫離子分離49
4.3.1鐵氰化鎳的電控鋰離子分離機理49
4.3.2鐵氰化鎳的制備和結構表征50
4.3.3鐵氰化鎳的Cs+分離性能54
4.3.4NiHCF/碳氈膜電極電控離子交換連續(xù)分離Cs+58
4.4小結60
參考文獻61
5堿土金屬離子分離63
5.1引言63
5.2鈣鎂離子分離64
5.2.1電控離子選擇滲透(ESIP)機理研究64
5.2.2形貌表征65
5.2.3ESIP膜的電流-電位響應性測試65
5.2.4脈沖電位對于Ca2+、Mg2+去除率的影響68
5.2.5外部電場對于Ca2+、Mg2+去除率的影響68
5.2.6脈沖電位與恒定電位對ESIP膜的影響70
5.3鍶鋇離子分離71
5.3.1NiHCF膜對Mg2+/Ba2+的選擇性71
5.3.2NiHCF膜對Mg2+/Sr2+的選擇性73
5.3.3NiHCF膜壽命/穩(wěn)定性76
5.4本章小結77
參考文獻77
6稀土金屬釔離子分離79
6.1引言79
6.2離子印跡聚合物吸脫附釔離子80
6.2.1離子印跡聚合物80
6.2.2離子印跡FCN/PPy復合膜80
6.2.3Y3+-FCN/PPy復合膜的吸附效果研究85
6.3電活性鐵氰化鎳對稀土釔的電控離子分離97
6.4結論100
參考文獻100
7重金屬離子分離103
7.1引言103
7.2鉛離子分離104
7.2.1ESIX分離鉛離子機理104
7.2.2α-ZrP/PANI雜化膜的制備及表征106
7.2.3α-ZrP/PANI雜化膜對Pb2+的ESIX性能研究109
7.2.4電位響應對吸附速率的影響114
7.2.5ESIX工藝放大115
7.3銅離子分離120
7.3.1ESIX分離銅離子機理120
7.3.2PPDA膜的制備121
7.3.3PPDA膜電極離子交換性能的研究122
7.4鎳離子分離125
7.4.1ESIX去除鎳離子機理125
7.4.2膜電極的制備及表征126
7.4.3α-ZrP/PANI膜電極ESIX去除鎳離子性能研究127
7.4.4結晶度對交換容量影響130
7.4.5Ni2+-FCN/PPy離子印跡聚合物合成133
7.4.6Ni2+-FCN/PPy復合膜的ESIX表征135
7.4.7Ni2+-FCN/PPy復合膜的ESIX性能研究138
7.5鎘離子分離141
7.5.1α-ZrP/PANI及α-ZrP的形貌表征141
7.5.2α-ZrP/PANI/PTCF膜電極離子交換性能研究142
7.5.3α-ZrP/PANI/PTCF膜電極吸、脫附及循環(huán)壽命144
7.6其他重金屬分離146
參考文獻149
8陰離子分離152
8.1引言152
8.2氟離子分離153
8.2.1Fe3O4@PPy復合納米顆粒的性質(zhì)153
8.2.2Fe3O4@PPy復合納米顆粒電化學吸附性能研究155
8.2.3吸脫附性能及穩(wěn)定性測試155
8.3碘離子分離158
8.3.1ESIX分離I-機理158
8.3.2PPy/PTCF膜電極制備159
8.3.3PPy/PTCF膜電極去除碘離子性能研究160
8.3.4PPy/PTCF電極的吸、脫附及循環(huán)穩(wěn)定性161
參考文獻164
9電控離子交換在傳感器方面的應用165
9.1引言165
9.2有機無機雜化材料（α-ZrP/PANI）在傳感器中的應用166
9.2.1α-ZrP/PANI雜化膜檢測K+的機理166
9.2.2α-ZrP/PANI雜化膜對K+的檢測性能167
9.2.3α-ZrP/PANI雜化膜的抗干擾性能169
9.2.4α-ZrP/PANI雜化膜的重現(xiàn)性和可逆性170
9.3小結171
參考文獻171
10電控離子交換工藝及設備設計173
10.1引言173
10.2電控離子交換工藝及設備設計175
10.2.1間歇操作式的電控離子交換工藝175
10.2.2半連續(xù)操作式的電控離子交換工藝176
10.2.3連續(xù)操作式的電控離子交換工藝-電控離子選擇滲透系統(tǒng)184
10.3展望187
參考文獻188