双极膜电渗析的工作原理

【资料简介】

　　双极膜电渗析的工作原理是基于电化学传质原理的一种分离与浓缩技术。该技术的核心组成部分包括双极膜，这是一种特殊的离子交换复合膜，通常由阳离子交换层(N型膜)和阴离子交换层(P型膜)组成，并且可能还包括一个界面亲水层(也称为催化层)。在直流电场的驱动下，水分子会在双极膜的界面层发生水解离，即水分解成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)，这种现象也被称为双极膜水解离。
 

　　在这个过程中，带正电荷的阳离子会向阴极方向移动并通过阳膜，而带负电荷的阴离子则会向阳极方向移动并通过阴膜。这样，在阳膜的一侧积累的是氢离子，而在阴膜的一侧积累的是氢氧根离子。当这些离子在适当的压力下相遇时，会发生一系列的电化学反应，如氢离子和氢氧根离子相互结合生成水(H2O)，并在交换树脂内形成其他物质。
 

　　这种技术不需要额外的化学物质参与，而是通过改变施加的电场强度来实现对溶液中盐分的转化。这种方法不仅适用于纯水的制备，还可以用于各种溶液中电解质的分离和浓缩。双极膜电渗析因其结构和性能，被认为是工业分离和制备过程中的重要技术之一，对于解决环境、化工、生物、海洋化工等领域的技术难题具有重要的意义。
 

　　双极膜电渗析的工作原理如下：
 

　　电渗析是在直流电场作用下，溶液中的带电离子选择性地通过离子交换膜的过程。主要用于溶液中电解质的分离。在淡化室中通入含盐水，接上电源，溶液中带正电荷的阳离子，在电场的作用下，向阴极方向移动到阳膜，受到膜上带负电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入右侧的浓缩室。带负电荷的阴离子，向阳极方向移动到阴膜，受到膜上带正电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入左侧的浓缩室。淡化室盐水中的氯化钠被不断除去，得到淡水，氯化钠在浓缩室中浓集。
 

　　使用双极膜电渗析技术制备酸碱具有明显的优势：能耗低，装置体积小，可节约投资；整个过程无氧化和还原反应发生，无副反应产物，没有污染。