① 膜界江湖——双极膜
全球膜需求预计以每年8.5%的速度增长至392亿美元,食品、饮料和药品行业的增长推动了这一需求。离子交换膜,以其对离子的选择透过性,用于离子分离分级,对清洁生产、环境保护、能量转化和组成等方面作用显著。双极膜,作为膜市场中比重较小但应用专一、难以替代的细分市场,特别适合零排放和资源回收领域。我国拥有双极膜核心技术的企业较少,全球范围内的成熟产品多集中在欧洲和日本。双极膜是一种新型的离子交换复合膜,由阳离子交换层、中间界面亲水层和阴离子交换层复合而成,真正意义上的反应膜。在直流电场作用下,中间界面层发生水解,两侧得到氢离子和氢氧根离子。结合其他阴阳离子交换膜形成双极膜电渗析系统,不引入新组分,将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱,这种方法称为双极膜电渗析法。该技术改变了传统工业分离和制备过程,广泛应用于高盐废水处理、有机酸回收与制备、食品产业和烟气脱硫等众多领域。双极膜电渗析技术在处理高盐废水方面,能实现资源化回用,投资成本仅为热法的30%,运行成本仅为热法的10%,是一种经济可行、易于操作维护、安全可靠的浓盐处理技术。在有机酸回收与制备方面,能节省原料,简化工艺,避免环境污染。在食品产业,能耗低、模式化设计和操作简便高效的特点,使其适用于酶化、化学和微生物稳定性对pH值变化依赖性较强的食品生产。双极膜电渗析技术在降低果汁酸度、提纯蛋白质、回收氨基酸等方面已有应用。在烟气脱硫领域,不仅能减少碱的消耗,还能将二氧化硫变废为宝。全球范围内拥有双极膜电渗析专利技术的企业不多,主要有苏伊士环境集团、日本的Astom、来自法国的Eurodia以及捷克的Mega公司。这些企业专注于离子交换膜和电渗析技术,致力于实现最好的产品质量、最大成本效益和最小环境足迹。
② 怎样判断原电池阴阳离子交换膜
判断原电池阴阳离子交换膜需要从以下几个方面考虑:
1.材料:阴阳离子交换膜通常由聚合物材料制成,如聚偏氟乙烯(PVDF),聚四氟乙烯(PTFE)等。如果电池使用的是这些材料制成的膜,很可能是阴阳离子交换膜。
2.功能:阴阳离子交换膜的主要功能是分离电池中的阳离子和阴离子,以维持电池的电荷平衡。如果电池中有阴阳离子交换膜,那么电池的电荷平衡就会得到保持。
3.性能:阴阳离子交换膜具有一定的渗透率和选择性,可以允许某些离子通过,同时禁止其他离子通过。如果电池中的膜具有这些性能,那么很可能是阴阳离子交换膜。
4.结构:阴阳离子交换膜通常具有一定的厚度和孔隙率,可以允许电解质在其中通过。如果电池中的膜具有这些结构特点,那么很可能是阴阳离子交换膜。
综上所述,通过材料、功能、性能和结构等方面的判断,可以初步判断原电池中是否有阴阳离子交换膜。但是最准确的方式还是需要通过对电池进行分析和测试来确定。
③ 高中化学
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2
A.离子交换膜的特点是允许气体分子通过,而不允许阴离子通过
不正确 Na离子也可以通过
B.图中X是指氧气 不正确 应该是Cl2
C.电解槽右室的电极反应式为2H+2e-=H2↑
正确 根据浓NaOH从右边出来 可以就可以知道
D.电解槽左室 也称为阴极室
左边反应为 2Cl-=Cl2+2e- 是阳极室
④ 一个离子交换膜和两个膜的区别
一个离子交换膜和两个膜的区别如下:
1、均相离子交换膜是使离子有选择性透过的薄膜,大致分为阳离子交换膜和阴离子交换膜,在阳离子交换膜中,有固定的负电荷交换基,只有阳离子能够透过,阴离子受负电荷的排斥,无法透过,而阴离子交换膜,则利用了相反的作用。
2、双极膜亦称双极性膜,是特种离子交换膜,是由一张阳离子交换膜和一张阴离子交换膜,复合制成的阴、阳复合膜,也可以在阴膜、阳膜之间加入第三层物质促进水的解离,成为阴离子交换层、阳离子交换层、中间反应层构成的三层结构。该膜的特点是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜,作为H+和OH-离子源。
⑤ 电渗析法的简介
电渗析法(electrodialysis【ED】)是利用离子交换膜进行海水淡化的方法。离子交换膜是一种功能性膜,分为阴离子交换膜和阳离子交换膜,【简称阴膜和阳膜】。阳膜只允许阳离子通过阴膜只允许阴离子通过,这就是离子交换膜的选择透过性。在外加电场的的作用下,水溶液中的阴,阳离子会分别向阳极和阴极移动,如果中间再加上一种交换膜,就可能达到分离浓缩的目的。电渗析法就是利用了这样的原理。
电渗析离子交换膜
一.用途:
聚乙烯异相离子交换膜含有足够的固定基团和可解离的离子,对溶液中离子具有一定的选择透过性和导电性,广泛应用于电化学部门中,分离不同类型的离子。例如海水、苦咸水的淡化,溶液的脱盐浓缩,电解制备无机化合物以及放射性元素的回收提纯,锅炉用水的软化脱盐,冶金、煤炭、电子、医药、化工、食品等工业品处理。
二.外观:
聚乙烯异相离子交换膜应平整均匀,无明显的机械损伤(折伤),无脱网轧皱、不允许有影响质量的杂质存在。
三.规格:3361BW阳膜外观为棕黄色,3362BW阴膜为兰色。
聚乙烯异相离子交换膜外型尺寸规格如下:
厚度:0.42mm
厚度允许公差:土0.04mm(干态)
有效面积:≥800mm×1600mm
离子交换膜含有足够的固定基团和可解离的离子,对各种离子具有一定的选折性和导电率,广泛应用于电化学部门中,分离不同类型的离子。例如海水、苦咸水的淡化,溶液的脱盐浓缩,电解制借无机化合物以及放射性元素的回收提纯,锅炉水的软化脱盐,电子、医药、化工、食品、煤炭,冶金等工业品处理。
四、使用说明:
1、贮运过程中不应受到日晒雨淋及机械损伤,贮存库房应清洁阴凉,干燥通风。
2、阴离子、阳离子交换膜在裁剪前必须分别在规定的溶液中浸泡48小时,即根据需处理的原水水质分析资料,配制成原水浓度溶液为阳膜浸泡液;配制成相当于电渗析出口淡水浓度为阴膜浸泡液。
3、按隔板尺寸裁剪打孔,膜面积应略小于隔板面积。
由于使用后阳膜稍有收缩性,阴膜仍有膨胀性,故可将在清水中浸泡的膜再作进一步处理⑴阴膜可再浸入水质较淡或纯水中再收缩。
⑵阳膜浸泡膨胀后再浸入食盐水中再收缩。
4、酸洗应根据膜面结垢的程度而定,盐酸浓度不宜超过3%,开始酸洗时如盐酸消耗较快,须补充盐酸,直至不再消耗盐酸为止(约1~2小时)酸洗完毕,用原水冲至出水PH=4~5(约10分钟)后,可投入运行(淡水、浓水、极水三个系统应及时清洗)。
5、打孔膜应及早装入电渗器,湿膜应清洗晾干用塑料袋包装后贮存。
6、电渗析器进水要求:
⑴浊度≤0.3ppm
⑵耗氧量<2ppm
⑶游离氯<0.2ppm
⑷含铁量<0.3ppm
⑸含锰量<0.1ppm
⑹水温5~40℃
⑺硬度超过900ppm应要软化处理
⑻污染指数SDI<5
⑥ 离子膜电解法的离子膜电解法
莱特.莱德又称膜电槽电解法,是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和内阴极室,使电解容产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂(见离子交换剂)的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性,容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过,以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。
经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室(图1),钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动,进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠,同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制,基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后,剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯,固体盐重饱和以及精制后,返回阳极室,构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品,一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量,又能带走电解槽内部产生的热量。