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离子交换膜的原理介绍

发布时间: 2021-03-31 | 浏览数: 321
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离子交换膜是一种含有离子基团的聚合物膜,对溶液中的离子具有选择性的渗透性。 由于通常在应用中使用其离子选择性渗透膜,因此也称为离子选择性渗透膜。 根据功能和结构的不同,离子交换膜可分为五类:阳离子交换膜,阴离子交换膜,两 性 交换膜,镶嵌离子交换膜和聚电解质复合膜。 离子交换膜的结构与离子交换树脂的结构相同,只是膜的形式。 根据膜结构(或制造工艺)的不同,离子交换膜分为三种:异质膜,均质膜和半均质膜。 无论是均质膜还是异质膜,它都会失去水分,并在空气中变脆或破裂,因此必须将其存储在水中。

离子交换膜的原理:

像粒状离子交换树脂一样,离子交换膜中的官能团会在水溶液中解离,从而向周围溶液中产生正(或负)离子,从而使膜带有负(或正)电荷,从而 保持电中性,膜将在外部溶液中吸引阳离子(或阴离子)离子。 通过膜的解离和吸引的整个过程,外部溶液中的阳离子(或阴离子)离子可以选择性地从膜的一侧渗透到另一侧。 它不会或很少会允许溶液中的离子与膜具有相同的离子渗透。 如果使用阴离子交换膜,由于膜孔骨架上带正电的基团构成强正电场,因此仅准阴离子可以穿透,而阳离子则不能穿透。

同时在阳极区域产生的H不能进入阴极区域。 对于溶液中的各种反电离子,由于它们在膜中的扩散系数不同(例如,不同的水合离子半径)以及膜中的间隙对离子的筛分能力不同,因此可以使用离子交换膜 用于分离的是利用这种选择性的渗透性。 从上述膜的工作原理来看,外部溶液与膜之间的离子转移不是真正的离子交换,而是选择性渗析。 两者的工作原理非常不同。 粒状离子交换树脂的使用需要分为吸附,浸出(解吸)和再生的步骤。 离子交换膜不需要再生和其他步骤,并且可以连续起作用。 同时,两个工业应用也有很大不同。 前者主要用于相似元素的富集和分离,后者主要用于透析和电渗析。 并作为隔膜在电解过程中使用。

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