锰掺杂对布里奇曼法生长Zn1-xMnxSe混晶光学与热学性能的调控研究

本文系统探讨了通过体相或表面修饰锆磷酸盐/膦酸盐纳米颗粒（ZrP）提升阳离子交换膜（CEM）单价离子选择性的策略。研究通过调控沉淀剂（如NH4H2PO4、H3PO4）、循环次数等条件，使改性膜的Na+/Ca2+和Li+/Mg2+电导率比最高提升30%和100%，并在电渗析（ED）中实现二价离子分离系数（P(Ca/Na)、P(Mg/Li)）的显著降低，为废水高值资源回收提供了新思路。

　　

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材料

实验采用商用异质阳离子交换膜Ralex? CM（磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂颗粒分散于聚乙烯基质），溶胀厚度710μm，吸水率61wt%。同时使用交联磺化聚苯乙烯系阳离子交换树脂（Amberlyst BD20）。试剂包括氯化钠等。

粉末X射线衍射（P-XRD）

P-XRD显示合成的掺杂剂结晶度较低（图3a–c）。以NH₄H₂PO₄（ZrNHP）和H₃PO₄（ZrHP）沉淀获得的锆磷酸盐宽化衍射峰对应Zr₂H(PO₄)₃相（PDF-2 38–0004）；ZrPhP的衍射峰更尖锐（PDF-2 44–2000），其小角区单一强峰（002）表明层状结构。晶体尺寸分析进一步揭示了纳米颗粒的分布特性。

结论

本研究开发了通过原位合成氢锆磷酸盐/膦酸盐改性商用异质磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯膜的方法，可精准调控无机掺杂剂的分布与含量。改性膜的电导率比σ(Na⁺)/σ(Ca²⁺)和σ(Li⁺)/σ(Mg²⁺)最高提升至4.54和5.31，同时保持高阳离子迁移数，为高效离子分离技术奠定了材料基础。