乙烯基咔唑阴离子交换膜

酸回收选择性近千倍

通过优化乙烯基咔唑含量在原位交联中形成致密网络，实现质子传导与金属离子阻隔的平衡。

Zhaoguo, Zhang · 梅丹 · Afsar, Noor Ul · Yanan, Chen · Jin, Tang · 刘轲 · Jawad, Ali · 王栋

Separation and Purification Technology 2026

参数信息

酸通量（Uacid，HCl/FeCl₂）

18.21 ×10⁻³ m h⁻¹

金属离子通量（Usalt，HCl/FeCl₂）

2.85 ×10⁻⁶ m h⁻¹

选择性（S，HCl/FeCl₂）

997.81–4515.99

酸通量（Uacid，H₂SO₄/FeSO₄）

14.02 ×10⁻³ m h⁻¹

金属离子通量（Usalt，H₂SO₄/FeSO₄）

4.5 ×10⁻⁶ m h⁻¹

技术优势

选择性近千倍

在 HCl/FeCl₂ 体系中，选择性 S 最高达到约 4515.99；即使 Vc 含量进一步提高导致选择性下降，仍能保持约 1612.59，远高于同类膜。

金属离子几乎不透

金属离子通量被抑制到 2.85 × 10⁻⁶ m h⁻¹，比酸通量低约 6400 倍，从根源上减少酸中金属杂质。

原位交联控溶胀

通过 Vc 的原位交联形成致密网络，抑制了膜的吸水溶胀，使膜在长期运行中保持结构稳定。

机理明确可调

咔唑氮位点通过位阻效应、Donnan 排斥和电荷辅助跳跃实现对 Fe²⁺ 传输的控制，可通过 Vc 含量精确调节膜结构。

应用场景

• 酸回收膜：可从废酸液中高效回收酸并拦截铁等离子，减少化学品消耗。
• 金属离子阻隔膜：阻隔 Fe²⁺ 等金属离子，防止其透过膜造成污染或损失。
• 扩散渗析膜：可直接用于扩散渗析装置，实现酸与金属盐的高选择性分离。
• 燃料电池用阴离子交换膜：具有稳定的阴离子传导通道，有望用于燃料电池中的离子传输。