离子交换膜因其独特的选择透过性而得以广泛应用,其中一项崭新的应用是利用离子交换膜电解金属盐酸盐溶液,获得纯度极高的电化学沉积金属,即离子交换膜金属电积工艺。该工艺性能优越,但受商品离子交换膜选择透过率普遍不高的制约:现有的商品膜无法完全阻挡氯离子通过膜体,致使泄露后的氯离子在阳极发生氧化反应,产生氯气,造成严重的影响。因此,提高阳离子交换膜的选择透过能力,即降低氯离子泄露率,成为该工艺大规模推广过程中亟需解决的问题。本试验以阳离子交换膜为基体,在盐酸掺杂的情况下,利用吡咯在阳离子交换膜表面化学氧化聚合生成聚吡咯,对离子膜进行浸渍改性。以氯离子泄漏率、膜面电阻、含水率、交换容量四个重要的膜性能参数作为指标,探究聚合反应温度、聚合反应时间、氧化剂种类、氧化剂与单体的配比及掺杂剂的浓度的变化对阳离子交换膜改性效果的影响。试验数据表明:上述五个因素的变化均对改性后离子膜的性能参数有着不同程度的影响,且可通过调整反应条件,改变改性后的膜的参数。为探究聚吡咯的最佳改性条件,选取氧化剂浓度(单体浓度一定时)、聚合反应温度、聚合反应时间、掺杂剂浓度四个因素,以氯离子泄露率为主要衡量指标,进行正交试验。结果表明:(1)上述四个因素对改性后离子交换膜的氯离子泄漏率这一参数的影响主次顺序是:氧化剂浓度、反应温度、掺杂剂浓度、反应时间;(2)最佳改性条件组合:氧化剂三氯化铁的浓度为0.16mo l/L,掺杂剂浓度为0.085mol/L,聚合反应温度为33℃,聚合反应时间为4.75小时。在上述条件下:(1)改性后离子交换膜的颜色呈黑色,外表光滑、平整,厚度均匀,氯离子泄露率为2.09%,仅占原膜氯离子泄漏率的22.22%。(2)改性后膜的亲水性能、机械性能以及耐酸、耐腐蚀性、能耗、选择透过性等各项指标均较原膜得到了明显改善。(3)红外光谱的测试结果表明改性后聚吡咯与膜的结合效果良好。(4)电解后膜体自身无明显性状改变,且经过连续电解204h时后,仍有一定地拦截氯离子的能力,电解使用寿命较原膜相比得以延长。(5)此改性方法应用于其它类型的阳离子交换膜,同样使膜的各项性能得到了不同程度地改善。本次试验表明聚吡咯浸渍改性阳离子交换膜的方法是切实可行的,能有效地解决离子膜金属电积工艺中氯气产生的问题。同时此改性方法可为我国膜工业提高离子交换膜的性能提供借鉴和参考,进一步拓宽了离子交换膜的创新应用。