为什么说阳离子交换膜表面基团性质会直接影响带电离子的透过呢?

作者&投稿:始岭 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 阳离子交换膜以负电荷基团为表面官能团,这些基团会吸引和笼罩阳离子,阻止其透过膜。所以,阳离子交换膜表面基团的性质会直接影响带电阳离子的透过。这主要体现在以下几个方面:
1. 基团的电荷密度:基团电荷密度越大,对阳离子的吸引力越强,透过率越低。常见的负电荷基团有-SO3-、-COO- 和-PO32-等。
2. 基团的交换容量:交换容量越大,膜对阳离子的吸附能力越强,透过率越低。-SO3-和-COO-的交换容量较大,-PO32-较小。
3. 基团的亲水性:亲水性较强的基团易与水分子形成水和作用,弱化了对阳离子的吸引,有利于透过。-COO-的亲水性最强,-SO3-次之,-PO32-最弱。
4. 基团的立体结构:立体结构更加紧密的基团,对阳离子起到更好的笼罩和阻隔作用,透过率越低。
5. 基团与骨架的连接方式:基团与聚合物主链的连接如果更加紧密,离子透过也更加困难。连续的连接方式阻隔效果好于间断的连接方式。
所以,由上可见,阳离子交换膜表面基团的电荷密度、交换容量、亲水性、立体结构以及与骨架的连接方式等性质,会直接影响其对带电阳离子的吸附和阻隔能力,从而决定阳离子的透过率。选用适宜的基团可以有效调控膜的阴阳离子交换选择性。
希望上述解释可以帮助您理解阳离子交换膜表面基团性质与离子透过性之间的关系。如有任何疑问,欢迎在后续提出。我将为您提供详细解答。

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