电渗析膜

    电渗析膜 : 用电位势能为驱动力完成带电物质的分离过 程的膜称为电渗析膜。常见的渗析过程中,溶 质是在膜两侧液体化学势能差的作用下发生 扩散的,因而速率很慢。采用电位势能差以 后,可以加快带电物质在介质中的迁移速率, 实现快速分离的目的。
能用作电渗析膜基本材料的主要是由聚 乙烯、聚砜、聚氧乙烯等制得的离子交换膜。 在这些离子交换膜上,渗析是依据膜上微孔 壁面所带的正负性来分离离子的。阴离子交 换膜带有固定的阳离子基团,能透过阴离子 而阻滞阳离子; 阳离子交换膜带有固定的阴 离子基团,能透过阳离子而阻滞阴离子。为 此,在浓差渗析进行时,阴离子将带着阳离 子透过阴离子交换膜; 反之,阳离子将带着 阴离子透过阳离子交换膜。由于氢离子和氢 氧根离子是一价离子,它们的离子半径小,扩 散系数大,故而胜过其他阴阳离子作为伴带 离子而透过膜。渗析结果是阴离子膜透过酸, 阳离子膜透过碱。离子交换膜对离子的选择 透过性体现在各离子渗透速率的差别,渗透 速率大的溶质透过膜的数量多,从而被分离 出来。由于离子交换膜的选择性,溶液中含 有一种离子在迁移过程中被膜吸收,而另一 种离子则穿过膜,并在膜的一侧聚集,从而 达到浓缩某种离子或者减少某种离子的目 的。根据离子交换膜渗析的特性,阴离子膜 用于混合溶液的脱酸 (降低溶液的酸度) 或 废酸的回收(得到透过膜的酸);阳离子膜则 用于碱的回收。离子交换膜渗析分离不需外 加热量,不需外加化学品,操作简便,不产 生二次污染。
电渗析浓缩海水制盐,这是电渗析膜的 一种主要用途。电渗析膜在工业上的应用还 有苦咸水脱盐和工业废水处理。
今后对电渗析膜的研究及开发工作目标 是解决耐碱稳定性问题。通过多室体系的开 发,制得离子选择性及双极膜,从而在化学 工业和废水处理上获得更广泛的应用。