[發(fā)明專利]一種離子交換膜性能測(cè)試裝置及測(cè)試方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710971155.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107607459A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琦;練健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 工業(yè)和信息化部電子第五研究所華東分所
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種離子交換膜性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試裝置包括第一液體池、第二液體池以及可拆卸的導(dǎo)管，所述第一液體池前部設(shè)置有導(dǎo)管接口，且導(dǎo)管接口設(shè)置有可移動(dòng)的擋板，所述導(dǎo)管接口一側(cè)的第一液體池上表面設(shè)置有第一電極插口，所述導(dǎo)管接口相對(duì)一側(cè)的第一液體池上表面設(shè)置有第二電極插口，所述第二液體池與第一液體池的結(jié)構(gòu)完全相同，所述第一液體池和第二液體池通過連接于導(dǎo)管接口的可拆卸的導(dǎo)管相連，所述可拆卸的導(dǎo)管內(nèi)部設(shè)置有離子交換膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述測(cè)試裝置，其特征在于，所述可移動(dòng)的擋板通過滑道實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管接口打開和關(guān)閉；

優(yōu)選地，所述滑道設(shè)置于所述導(dǎo)管接口所在表面的內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述測(cè)試裝置，其特征在于，所述第一電極插口與第二電極插口的形狀分別獨(dú)立地包括圓形、三角形、四邊形、五邊形或六邊形中任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述測(cè)試裝置，其特征在于，所述可拆卸的導(dǎo)管的端口形狀包括圓形、三角形、四邊形、五邊形或六邊形中任意一種；

優(yōu)選地，所述導(dǎo)管接口形狀與可拆卸的導(dǎo)管的端口相同；

優(yōu)選地，所述導(dǎo)管接口內(nèi)部為磨砂面，所述可拆卸的導(dǎo)管通過插入導(dǎo)管接口實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管與第一液體池和第二液體池的連接。

5.一種離子交換膜性能測(cè)試的方法，其特征在于，所述方法使用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述測(cè)試裝置對(duì)離子交換膜的電阻率、膜電位、選擇透過性、離子滲透能力以及離子遷移能力進(jìn)行測(cè)試。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述離子交換膜的電阻率測(cè)試包括以下步驟：

(1)向離子交換膜性能測(cè)試裝置中的第一液體池和第二液體池中加入等體積、等濃度的相同電解質(zhì)溶液，并在所述第一液體池和第二液體池的第一電極插孔中插入面積相同的電極；

(2)使用不含有離子交換膜的導(dǎo)管連接步驟(1)所述第一液體池和第二液體池并打開導(dǎo)管接口的擋板，使用萬用表或LCR數(shù)字電橋測(cè)試溶液電阻；

(3)使用含有被測(cè)離子交換膜的導(dǎo)管連接步驟(1)所述第一液體池和第二液體池并打開導(dǎo)管接口的擋板，使用萬用表或LCR數(shù)字電橋測(cè)試溶液和離子交換膜的總電阻。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述離子交換膜的膜電位和選擇透過性的測(cè)試方法包括以下步驟：

(1)向離子交換膜性能測(cè)試裝置中的第一液體池和第二液體池中加入等體積、不同濃度的相同電解質(zhì)溶液，并在所述第一液體池和第二液體池的第一電極插孔中插入面積相同的電極；

(2)使用含有被測(cè)離子交換膜的導(dǎo)管連接步驟(1)所述第一液體池和第二液體池并打開導(dǎo)管接口的擋板，使用電壓測(cè)試裝置測(cè)試得到實(shí)測(cè)膜電位；

(3)通過電解質(zhì)溶液的參數(shù)計(jì)算理想膜電位，結(jié)合步驟(2)得到的實(shí)測(cè)膜電位計(jì)算得到離子遷移數(shù)以及選擇透過度。

8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述離子交換膜的離子滲透能力的測(cè)試方法包括以下步驟：

(1)向離子交換膜性能測(cè)試裝置中的第一液體池加入待測(cè)離子的鹽溶液，向第二液體池加入與待測(cè)離子濃度相同的不同離子的同種鹽溶液；

(2)使用含有被測(cè)離子交換膜的導(dǎo)管連接步驟(1)所述第一液體池和第二液體池并打開導(dǎo)管接口的擋板，擴(kuò)散時(shí)間t后關(guān)閉所述第一液體池和第二液體池導(dǎo)管接口的擋板，分別測(cè)試第一液體池和第二液體池中待測(cè)離子的濃度，計(jì)算得到離子交換膜對(duì)待測(cè)離子的擴(kuò)散系數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述離子交換膜的離子遷移能力的方法包括以下步驟：

(1)向離子交換膜性能測(cè)試裝置中的第一液體池加入待測(cè)離子的鹽溶液，向第二液體池加入與待測(cè)離子濃度相同的不同離子的同種鹽溶液，并在所述第一液體池和第二液體池的第二電極插孔中插入面積相同的電極；

(2)使用含有被測(cè)離子交換膜的導(dǎo)管連接步驟(1)所述第一液體池和第二液體池并打開導(dǎo)管接口的擋板，通過電極向測(cè)試裝置施加恒定電流，施加恒定電流的時(shí)間t后關(guān)閉所述第一液體池和第二液體池導(dǎo)管接口的擋板，分別測(cè)試第一液體池和第二液體池中待測(cè)離子的濃度，計(jì)算得到離子交換膜對(duì)待測(cè)離子遷移數(shù)。