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(xué)傳質(zhì)原理的一種分離與濃縮技術(shù)。該技術(shù)的核心組成部分包括雙極膜，這是一種特殊的離子交換復(fù)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(qū)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(fù)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(cè)積累的是氫離子，而在陰膜的一側(cè)積累的是氫氧根離子。當(dāng)這些離子在適當(dāng)?shù)膲毫ο孪嘤鰰r，會發(fā)生一系列的電化學(xué)反應(yīng)，如氫離子和氫氧根離子相互結(jié)合生成水(H2O)，并在交換樹脂內(nèi)形成其他物質(zhì)。
 

　　這種技術(shù)不需要額外的化學(xué)物質(zhì)參與，而是通過改變施加的電場強(qiáng)度來實現(xiàn)對溶液中鹽分的轉(zhuǎn)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(zhì)的分離和濃縮。雙極膜電滲析因其結(jié)構(gòu)和性能，被認(rèn)為是工業(yè)分離和制備過程中的重要技術(shù)之一，對于解決環(huán)境、化工、生物、海洋化工等領(lǐng)域的技術(shù)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(zhì)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(fù)電荷的基團(tuán)的異性相吸引的作用而穿過膜，進(jìn)入右側(cè)的濃縮室。帶負(fù)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(tuán)的異性相吸引的作用而穿過膜，進(jìn)入左側(cè)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(shù)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(yīng)發(fā)生，無副反應(yīng)產(chǎn)物，沒有污染。