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1 绪论 1

1.1 重金属离子来源 1

1.2 重金属离子的危害 2

1.3 重金属处理 3

1.3.1 化学法 3

1.3.2 电解法 4

1.3.3 吸附法 4

1.3.4 膜分离法 5

1.4 研究思路 5

参考文献 6

2 电控离子交换机制 7

2.1 直接电位驱动金属离子法 7

2.2 间接电位驱动法 11

2.2.1 电位触发质子自交换驱动法 11

2.2.2 电位触发pH响应驱动技术离子 12

参考文献 15

3 电控离子交换材料及其制备过程 19

3.1 引言 19

3.2 电活性离子交换材料的分类 21

3.2.1 无机电活性离子交换材料 21

3.2.2 有机电活性离子交换材料 24

3.2.3 有机无机杂化电活性离子交换材料 27

3.3 电活性离子交换材料的合成 27

3.3.1 无机电活性离子交换材料的合成 27

3.3.2 有机电活性离子交换材料的合成 32

3.3.3 有机无机杂化的电活性离子交换材料的合成 36

参考文献 37

4 碱金属离子分离 43

4.1 引言 43

4.2 电控锂离子分离 44

4.2.1 电控锂离子分离机理 44

4.2.2 λ-MnO2/PPy/PSS复合膜的制备及结构表征 45

4.2.3 λ-MnO2/PPy/PSS复合膜的性能表征 47

4.3 电控铯离子分离 49

4.3.1 铁氰化镍的电控锂离子分离机理 49

4.3.2 铁氰化镍的制备和结构表征 50

4.3.3 铁氰化镍的Cs＋分离性能 54

4.3.4 NiHCF／碳毡膜电极电控离子交换连续分离Cs＋ 58

4.4 小结 60

参考文献 61

5 碱土金属离子分离 63

5.1 引言 63

5.2 钙镁离子分离 64

5.2.1 电控离子选择渗透（ESIP）机理研究 64

5.2.2 形貌表征 65

5.2.3 ESIP膜的电流-电位响应性测试 65

5.2.4 脉冲电位对于Ca2＋、Mg2＋去除率的影响 68

5.2.5 外部电场对于Ca2＋、Mg2＋去除率的影响 68

5.2.6 脉冲电位与恒定电位对ESIP膜的影响 70

5.3 锶钡离子分离 71

5.3.1 NiHCF膜对Mg2+/Ba2＋的选择性 71

5.3.2 NiHCF膜对Mg2+/Sr2＋的选择性 73

5.3.3 NiHCF膜寿命／稳定性 76

5.4 本章小结 77

参考文献 77

6 稀土金属钇离子分离 79

6.1 引言 79

6.2 离子印迹聚合物吸脱附钇离子 80

6.2.1 离子印迹聚合物 80

6.2.2 离子印迹FCN/PPy复合膜 80

6.2.3 Y3+-FCN/PPy复合膜的吸附效果研究 85

6.3 电活性铁氰化镍对稀土钇的电控离子分离 97

6.4 结论 100

参考文献 100

7 重金属离子分离 103

7.1 引言 103

7.2 铅离子分离 104

7.2.1 ESIX分离铅离子机理 104

7.2.2 α-ZrP/PANI杂化膜的制备及表征 106

7.2.3 α-ZrP/PANI杂化膜对Pb2＋的ESIX性能研究 109

7.2.4 电位响应对吸附速率的影响 114

7.2.5 ESIX工艺放大 115

7.3 铜离子分离 120

7.3.1 ESIX分离铜离子机理 120

7.3.2 PPDA膜的制备 121

7.3.3 PPDA膜电极离子交换性能的研究 122

7.4 镍离子分离 125

7.4.1 ESIX去除镍离子机理 125

7.4.2 膜电极的制备及表征 126

7.4.3 α-ZrP/PANI膜电极ESIX去除镍离子性能研究 127

7.4.4 结晶度对交换容量影响 130

7.4.5 Ni2+ -FCN/PPy离子印迹聚合物合成 133

7.4.6 Ni2+ -FCN/PPy复合膜的ESIX表征 135

7.4.7 Ni2+ -FCN/PPy复合膜的ESIX性能研究 138

7.5 镉离子分离 141

7.5.1 α-ZrP/PANI及α-ZrP的形貌表征 141

7.5.2 α-ZrP/PANI/PTCF膜电极离子交换性能研究 142

7.5.3 α-ZrP/PANI/PTCF膜电极吸、脱附及循环寿命 144

7.6 其他重金属分离 146

参考文献 149

8 阴离子分离 152

8.1 引言 152

8.2 氟离子分离 153

8.2.1 Fe3O4@PPy复合纳米颗粒的性质 153

8.2.2 Fe3O4@PPy复合纳米颗粒电化学吸附性能研究 155

8.2.3 吸脱附性能及稳定性测试 155

8.3 碘离子分离 158

8.3.1 ESIX分离I-机理 158

8.3.2 PPy/PTCF膜电极制备 159

8.3.3 PPy/PTCF膜电极去除碘离子性能研究 160

8.3.4 PPy/PTCF电极的吸、脱附及循环稳定性 161

参考文献 164

9 电控离子交换在传感器方面的应用 165

9.1 引言 165

9.2 有机无机杂化材料（α-ZrP/PANI）在传感器中的应用 166

9.2 1 α-ZrP/PANI杂化膜检测K＋的机理 166

9.2.2 α-ZrP/PANI杂化膜对K＋的检测性能 167

9.2.3 α-ZrP/PANI杂化膜的抗干扰性能 169

9.2.4 α-ZrP/PANI杂化膜的重现性和可逆性 170

9.3 小结 171

参考文献 171

10 电控离子交换工艺及设备设计 173

10.1 引言 173

10.2 电控离子交换工艺及设备设计 175

10.2.1 间歇操作式的电控离子交换工艺 175

10.2.2 半连续操作式的电控离子交换工艺 176

10.2.3 连续操作式的电控离子交换工艺-电控离子选择渗透系统 184

10.3 展望 187

参考文献 188

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