雙極膜電滲析的工作原理

【資料簡介】

　　雙極膜電滲析的工作原理是基于電化學傳質原理的一種分離與濃縮技術。該技術的核心組成部分包括雙極膜，這是一種特殊的離子交換復合膜，通常由陽離子交換層(N型膜)和陰離子交換層(P型膜)組成，并且可能還包括一個界面親水層(也稱為催化層)。在直流電場的驅動下，水分子會在雙極膜的界面層發(fā)生水解離，即水分解成氫離子(H+)和氫氧根離子(OH-)，這種現(xiàn)象也被稱為雙極膜水解離。
 

　　在這個過程中，帶正電荷的陽離子會向陰極方向移動并通過陽膜，而帶負電荷的陰離子則會向陽極方向移動并通過陰膜。這樣，在陽膜的一側積累的是氫離子，而在陰膜的一側積累的是氫氧根離子。當這些離子在適當?shù)膲毫ο孪嘤鰰r，會發(fā)生一系列的電化學反應，如氫離子和氫氧根離子相互結合生成水(H2O)，并在交換樹脂內形成其他物質。
 

　　這種技術不需要額外的化學物質參與，而是通過改變施加的電場強度來實現(xiàn)對溶液中鹽分的轉化。這種方法不僅適用于純水的制備，還可以用于各種溶液中電解質的分離和濃縮。雙極膜電滲析因其結構和性能，被認為是工業(yè)分離和制備過程中的重要技術之一，對于解決環(huán)境、化工、生物、海洋化工等領域的技術難題具有重要的意義。
 

　　雙極膜電滲析的工作原理如下：
 

　　電滲析是在直流電場作用下，溶液中的帶電離子選擇性地通過離子交換膜的過程。主要用于溶液中電解質的分離。在淡化室中通入含鹽水，接上電源，溶液中帶正電荷的陽離子，在電場的作用下，向陰極方向移動到陽膜，受到膜上帶負電荷的基團的異性相吸引的作用而穿過膜，進入右側的濃縮室。帶負電荷的陰離子，向陽極方向移動到陰膜，受到膜上帶正電荷的基團的異性相吸引的作用而穿過膜，進入左側的濃縮室。淡化室鹽水中的氯化鈉被不斷除去，得到淡水，氯化鈉在濃縮室中濃集。
 

　　使用雙極膜電滲析技術制備酸堿具有明顯的優(yōu)勢：能耗低，裝置體積小，可節(jié)約投資；整個過程無氧化和還原反應發(fā)生，無副反應產(chǎn)物，沒有污染。