学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

废旧全氟磺酸离子交换膜的回收和利用

作　者: 徐麟
导　师: 徐洪峰
学　校: 大连交通大学
专　业: 环境科学
关键词: 全氟磺酸离子交换膜全氟磺酸树脂再铸膜复合膜固体超强酸催化剂
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 243次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

全氟磺酸树脂（PFSR）由于具有优良的机械、热、化学和电化学稳定性，作为一种高分子聚合物材料已被广泛地用于氢氧燃料电池、电解水制备氢气和氧气以及氯碱工业等领域，深受人们的关注。随着质子交换膜燃料电池（PEMFC）产业化道路的不断推进和离子膜法制碱在氯碱工业中比重的不断加大，势必产生大量的废旧全氟磺酸离子交换膜，按传统的方法处理废膜进行焚烧或掩埋，势必造成严重的资源浪费和环境污染问题。本文根据高分子聚合物的溶解三原则，将废旧全氟磺酸离子交换膜（PIEM）经过预处理工艺后，利用乙醇／水混合溶剂在高压釜内250℃条件下溶解得到了浓度为7.5％澄清透明的PFSR溶液。利用该溶液制备了再铸膜、PFSR／PTFE复合膜和PFSR／SiO₂固体超强酸催化剂。溶解实验发现，预处理过程对PFSR溶液的品质有很大的影响；在制备再铸膜和复合膜过程中，140℃是最佳热处理温度，二甲基亚砜是综合改善膜性能最好的高沸点添加剂；通过红外、XRD分析表明再铸膜和原全氟磺酸离子交换膜的结构上有差异，添加二甲基亚砜制备的再铸膜中的晶粒的直径最小；PFSR的含量控制在65％的复合膜的性能最好；添加高沸点添加剂能使固体超强酸催化剂比表面积比原来提高140％，再经高温处理可使其水溶性降至零。

全文目录

第一章绪论  6-19
  1.1 引言  6-7
  1.2 全氟磺酸离子交换膜的发展进展  7-12
    1.2.1 全氟磺酸离子交换膜的研究状况  7-9
    1.2.2 全氟磺酸离子交换膜的结构  9-12
  1.3 废旧离子膜回收的来源  12-13
    1.3.1 PEMFC用过的废旧膜  12
    1.3.2 离子膜法制碱工业中的废膜  12-13
  1.4 全氟离子交换膜回收的基本原理  13-15
    1.4.1 全氟离子交换膜再生的基本原理  13-14
    1.4.2 全氟离子交换膜溶解回收的基本原理  14-15
  1.5 再生膜及PFSR溶液的应用  15-18
    1.5.1 再生全氟离子交换膜的应用  15
    1.5.2 PFSR溶液的应用  15-18
  1.6 工作重点  18-19
第二章 PFSR的回收及溶液的制备  19-32
  2.1 氯碱工业离子交换膜结构组成  19-20
  2.2 溶解制备PFSR溶液的实验原理  20-23
  2.3 实验部分  23-28
    2.3.1 实验仪器  23
    2.3.2 实验药品  23-24
    2.3.3 反应釜的设计  24
    2.3.4 膜的预处理  24-26
    2.3.5 PFSR溶液的制备  26
    2.3.6 氯碱工业废膜中PFSR回收率的计算  26-27
    2.3.7 PFSR溶液浓度和密度的测定  27-28
  2.4 结果与讨论  28-31
    2.4.1 溶解现象分析与讨论  28
    2.4.2 废旧离子膜的溶解工艺过程  28-29
    2.4.3 氯碱工业废膜中PFSR回收率的计算  29-30
    2.4.4 回收成本的计算  30
    2.4.5 氯碱工业离子膜回收的可行性分析  30-31
  2.5 小结  31-32
第三章 PFSR溶液的应用  32-75
  3.1 再铸全氟磺酸离子交换膜的制备、表征与应用  32-51
    3.1.1 实验部分  33-39
    3.1.2 结果与讨论  39-51
    3.1.3 小结  51
  3.2 复合膜的制备、表征与应用  51-66
    3.2.1 新型PEMFC用膜的开发  51-54
    3.2.2 实验部分  54-57
    3.2.3 结果与讨论  57-65
    3.2.4 小结  65-66
  3.3 PFSR／SiO_2固体超强酸催化剂的制备与表征  66-75
    3.3.1 实验部分  66-70
    3.3.2 结果与讨论  70-74
    3.3.3 小结  74-75
结论  75-77
参考文献  77-80
发表论文目录  80-81
致谢  81

废旧全氟磺酸离子交换膜的回收和利用

内容摘要

全文目录

相似论文