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离子交换膜 离子交换膜的优点

2021-07-24 14:18:08发布

  离子交换膜就是半透膜,小型的粒子可以通过,大型的不能通过,从而实现分离交换的目的。


  离子交换膜是利用离子选择透过性的原理,是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。


  离子交换膜的作用


  离子交换膜具有选择透过性。它只让Na+带着少量水分子透过,其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液,往阴极室注入水。


狠狠噜天天噜日日噜  在阳极室中Cl-放电,生成C12,从电解槽顶部放出,同时Na+带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H+放电,生成H2,也从电解槽顶部放出。


  但是剩余的OH-由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了NaOH溶液。随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。


  所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl-通过,所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。


  离子交换膜的原理


  离子交换膜又称离子选择透过性膜。


  按其功能和结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合膜5种。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同,但为膜的形式。


  离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜,然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜内聚合成高分子,再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。②非均相膜。用粒度为200~400目的离子交换树脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合后加工成膜制得。为免失水干燥而变脆破裂,须保存在水中。


  离子交换膜主要应用于海水淡化,甘油、聚乙二醇的除盐,放射性元素、同位素及氨基酸的分离,有机物及无机物纯化,放射性废液处理,燃料电池隔膜及选择性电极等。

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