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雙極膜-廢鹽資源化的新選擇

閱讀:270      發(fā)布時(shí)間:2024-05-15
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  雙極膜是一種一面是陽(yáng)離子交換層而另一面是陰離子交換層的層狀膜,陽(yáng)離子交換層和陰離子交換層的接界處為水層,在外加直流電場(chǎng)的作用下,水層的H2O裂解成H+和OH-,并分別通過(guò)陽(yáng)離子交換層和陰離子交換層。雙極膜是雙極膜電滲析器的關(guān)鍵部件。雙極膜電滲析器就是利用雙極膜分解水以及陰、陽(yáng)離子交換膜的選擇透過(guò)性將鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樗岷蛪A的電滲析裝置。
 
  雙極膜可將無(wú)機(jī)鹽制成酸堿的技術(shù)使雙極膜成為廢鹽資源化的新選擇,實(shí)現(xiàn)鹽的循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)有效手段。礦井水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后用均相膜電滲析進(jìn)行濃縮。其濃水再進(jìn)雙極膜制備酸堿,所得酸堿回用至前預(yù)處理工藝或出售。
 
  雙極膜是一種新膜,通常是由陰離子交換層、陽(yáng)離子交換層復(fù)合而成的一種復(fù)合型離子交換膜,也可以在陰膜層、陽(yáng)膜層之間加入第三層物質(zhì)催化層促進(jìn)水的解離,成為陰離子交換層、陽(yáng)離子交換層、中間反應(yīng)層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。在直流電場(chǎng)的作用下,雙極膜可以將水解離,在陽(yáng)膜層、陰膜層兩側(cè)分別產(chǎn)生H+和OH-。將雙極膜與其他陰、陽(yáng)離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統(tǒng),能夠在不引入新組分的情況下將溶液中的鹽轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸和堿。
 
  雙極膜電滲析設(shè)備中膜堆配置由雙極膜、陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜組合而成。雙極膜電滲析電滲析是在直流電場(chǎng)作用下,溶液中的帶電離子選擇性地通過(guò)離子交換膜的過(guò)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(yáng)離子,在電場(chǎng)的作用下,向陰極方向移動(dòng)到陽(yáng)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(guò)膜,進(jìn)入右側(cè)的濃縮室。帶負(fù)電荷的陰離子,向陽(yáng)極方向移動(dòng)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(guò)膜,進(jìn)入左側(cè)的濃縮室。
 
  在直流電場(chǎng)的作用下,陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的 H2O 解離成 H+ 和 OH- ,并進(jìn)行離子定向遷移,分別通過(guò)陽(yáng)離子交換膜層和陰離子交換膜層,作為系統(tǒng) H + 和 OH - 離子供應(yīng)源。 H + 和 OH - 則主要通過(guò)過(guò)渡區(qū)水的解離而得到及時(shí)的補(bǔ)充,消耗的水又通過(guò)周?chē)芤褐械乃蚰ぶ虚g滲透而彌補(bǔ)。

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