CN220271220U - 一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，主要涉及高分子材料性能测定领域。包括电控箱以及带有盖板的第一测试柱、第二测试柱，所述第一测试柱、第二测试柱之间通过可拆卸的导管连接，所述导管内设有离子交换膜，所述第一测试柱一侧连接有出水管，所述第二测试柱一侧连接有进水管，所述出水管与进水管之间通过磁力泵连接，所述第一测试柱内设有加热管，所述加热管上设有温度控制器，所述第一测试柱、第二测试柱、磁力泵、温度控制器分别与电控箱电连接。本实用新型的有益效果在于：能够快速测定离子交换膜膜电阻，还能对比离子交换膜膜电阻大小，且操作简单、测试时间短、更换膜方便，更有利于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及高分子材料性能测定领域，具体是一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置。
背景技术
离子交换膜作为最先进的膜种类之一，已在电渗析，扩散渗析，医用和化学分析等多种工业领域中获得了广泛的应用。为了研究离子交换膜导电性能的高低，就必须对膜的电阻进行测量，而离子交换膜的膜电阻是导电性能的重要参数。
膜电阻反映的是离子交换膜的导电性能，膜的电导取决于膜内反离子电迁移的速度，他们在一定程度上表示膜的微观结构形态。面电阻通常用膜电阻(Ω˙cm2)来表示。膜电阻越低说明膜内反离子电迁移速度越高。而现有技术中的测定设备无法快速、方便的对膜电阻大小进行测定。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，它能够快速测定离子交换膜膜电阻，还能对比离子交换膜膜电阻大小，且操作简单、测试时间短、更换膜方便，更有利于推广使用。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，包括电控箱以及带有盖板的第一测试柱、第二测试柱，所述第一测试柱、第二测试柱之间通过可拆卸的导管连接，所述导管内设有离子交换膜，所述第一测试柱一侧连接有出水管，所述第二测试柱一侧连接有进水管，所述出水管与进水管之间通过磁力泵连接，所述第一测试柱内设有加热管，所述加热管上设有温度控制器，所述第一测试柱、第二测试柱、磁力泵、温度控制器分别与电控箱电连接。
进一步的，所述电控箱内设有调节器、电源指示灯、数显电流电压表、总开关，其中所述数显电流电压表的电极分别与第一测试柱、第二测试柱连接。
进一步的，所述导管上设有卡槽，所述卡槽内插设有载膜片，所述离子交换膜装配在载膜片上。
进一步的，所述出水管与磁力泵之间设有转子流量计。
进一步的，所述第一测试柱、第二测试柱底部均设有排水孔，所述排水孔内均设有橡胶塞。
对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本专利通过磁力泵使电解质溶液在第一测试柱和第二测试柱中流动，事先测量电解质溶液的电阻值，然后在导管内装入离子交换膜，计算离子交换膜与溶液的总电阻，最终可得离子交换膜的电阻值即为溶液和离子交换膜的总电阻减去溶液电阻而得到的电阻值。通过本专利能够实现快速测定离子交换膜的膜电阻，方便比较多个离子交换膜膜电阻的大小，测试方法方便快捷，测定时间短，测定数值较为精准，更有利于推广使用。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图中所示标号：
1、电控箱；2、第一测试柱；3、第二测试柱；4、导管；5、盖板；6、出水管；7、进水管；8、磁力泵；9、加热管；10、温度控制器；11、调节器；12、电源指示灯；13、数显电流电压表；14、总开关；15、卡槽；16、载膜片；17、转子流量计；18、橡胶塞；19、电流电压表电极；20、正电极；21、负电极。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本实用新型所述是一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，主体结构包括电控箱1以及带有盖板5的第一测试柱2、第二测试柱3，电控箱1连接有电源，所述第一测试柱2、第二测试柱3之间通过可拆卸的导管4连接，第一测试柱2、第二测试柱3内的电解质溶液完全相同，第一测试柱2、第二测试柱3均为空心圆柱体，材质为硼硅酸玻璃或聚碳酸酯，可有效避免酸性或碱性溶液腐蚀，耐高温，所述导管4内可拆卸的设有离子交换膜，方便更换离子交换膜，能对不同的离子交换膜的膜电阻进行测定，所述第一测试柱2一侧连接有出水管6，所述第二测试柱3一侧连接有进水管7，所述出水管6与进水管7之间通过磁力泵8连接，通过磁力泵8使两个测试柱内的电解质溶液在整个装置中循环流动，避免发生浓差极化现象，以便测得电解质溶液稳定通过离子交换膜时的电阻值，所述第一测试柱2内设有加热管9，能够将电解质溶液加热到设定的温度，所述加热管9上设有温度控制器10，在测试装置运行过程中，通过温度控制器10实时监测溶液温度，溶液温度从室温升到设定温度后，维持在设定温度下运行，所述第一测试柱2、第二测试柱3、磁力泵8、温度控制器10分别与电控箱1电连接，便于供电和电阻值的监测，离子交换膜的电阻值为溶液和离子交换膜的总电阻减去溶液电阻而得到的电阻值。
优选的，所述电控箱1内设有调节器11、电源指示灯12、数显电流电压表13、总开关14，可以方便操作及实时记录数据，计算测试结果，其中所述数显电流电压表13的电极分别与第一测试柱2、第二测试柱3连接，能够计算两个测试柱中电解质溶液的电阻值，便于计算离子交换膜的膜电阻。
优选的，所述导管4上设有卡槽15，所述卡槽15内插设有载膜片16，所述离子交换膜装配在载膜片16上，方便离子交换膜的更换，能对多个离子交换膜的膜电阻进行测定，方便比较多个离子交换膜膜电阻的大小。
优选的，所述出水管6与磁力泵8之间设有转子流量计17，能够控制流速，进一步确保测定过程中参数的严谨。
优选的，所述第一测试柱2、第二测试柱3底部均设有排水孔，所述排水孔内均设有橡胶塞18，使电解质溶液能够回收利用，也方便更换内部的电解质溶液，同时橡胶塞18保证排水孔的密封性。
实施例1：一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，离子交换膜采用厚度为30μm和60μm的MC-C膜，在将两个测试柱通过可拆卸导管4连接，配置好1mol/L KOH，倒入两个测试柱中，盖上盖板5，插入加热管9，插入石墨电极，打开电源总开关14，打开磁力泵8，调节流量，加热溶液升温至25℃，待数显电流电压表13稳定后读取数值，测得溶液电阻率为33.6Ω·cm2，将厚度为30μm的膜固定在载膜片16上，将其插入导管4的卡槽15中，待数显电流电压表13稳定后读取数值，测得离子交换膜与溶液总电阻为33.67Ω·cm2，计算得出30μm的/>MC-C膜膜电阻为0.07Ω·cm2，按上述操作重复进行，得出60μm的/>MC-C膜膜电阻为0.13Ω·cm2。
实施例2：一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，离子交换膜采用厚度为60μm和80μm的Nafion膜，在将两个测试柱通过可拆卸导管4连接，配置好1mol/L NaCl，倒入两个测试柱中，盖上盖板5，插入加热管9，插入石墨电极，打开电源总开关14，打开磁力泵8，调节流量，加热溶液升温至25℃，待数显电流电压表13稳定后读取数值，测得溶液电阻率为12.94Ω·cm2，将厚度为60μm的膜固定在载膜片16上，将其插入导管4的卡槽15中，待数显电流电压表13稳定后读取数值，测得离子交换膜与溶液总电阻为13.03Ω·cm2，计算得出60μm的Nafion膜膜电阻为0.09Ω·cm2，按上述操作重复进行，得出80μm的Nafion膜膜电阻为0.11Ω·cm2。
本专利的离子交换膜膜电阻测试包含以下步骤：
1.将两个测试柱通过导管4连接好并将进水管7与出水管6连接至磁力泵8，在两个测试柱中加入完全相同的电解质溶液，电解质溶液应不与空气和水反应，分别将电源的正电极20、负电极21插入第一测试柱2和第二测试柱3中；
2.打开电源总开关14后，打开温度控制器10开关、磁力泵8开关、转子流量计17开关并调节至合适数值，等待电解质溶液温度升至设定温度；
3.将数显电流电压表13两端放入两测试柱卡槽中，打开数显电流电压表13开关，读取数值，计算电解质溶液总电阻；
4.将需要测定的离子交换膜放置于载膜片16上固定好，插入卡槽15中，待电解质溶液稳定后读取数值，计算离子交换膜与溶液的总电阻；
5.所述离子交换膜的电阻值即为步骤4测试得到的溶液和离子交换膜的总电阻减去步骤3测试得到的溶液电阻而得到的电阻值。
6.从卡槽15中取出载膜片16，换下另一个需要测试的离子交换膜，重复以上操作，比较膜电阻大小。
Claims (5)
1.一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，其特征在于：包括电控箱(1)以及带有盖板(5)的第一测试柱(2)、第二测试柱(3)，所述第一测试柱(2)、第二测试柱(3)之间通过可拆卸的导管(4)连接，所述导管(4)内设有离子交换膜，所述第一测试柱(2)一侧连接有出水管(6)，所述第二测试柱(3)一侧连接有进水管(7)，所述出水管(6)与进水管(7)之间通过磁力泵(8)连接，所述第一测试柱(2)内设有加热管(9)，所述加热管(9)上设有温度控制器(10)，所述第一测试柱(2)、第二测试柱(3)、磁力泵(8)、温度控制器(10)分别与电控箱(1)电连接。
2.根据权利要求1所述一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，其特征在于：所述电控箱(1)内设有调节器(11)、电源指示灯(12)、数显电流电压表(13)、总开关(14)，其中所述数显电流电压表(13)的电极分别与第一测试柱(2)、第二测试柱(3)连接。
3.根据权利要求1所述一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，其特征在于：所述导管(4)上设有卡槽(15)，所述卡槽(15)内插设有载膜片(16)，所述离子交换膜装配在载膜片(16)上。
4.根据权利要求1所述一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，其特征在于：所述出水管(6)与磁力泵(8)之间设有转子流量计(17)。
5.根据权利要求1所述一种快速测定离子交换膜膜电阻的装置，其特征在于：所述第一测试柱(2)、第二测试柱(3)底部均设有排水孔，所述排水孔内均设有橡胶塞(18)。
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