電滲(shen)析的工作(zuo)原(yuan)理及用途(tu)

電(dian)滲(shen)析它以(yi)電位差(cha)為(wei)推動(dong)力(li)，利(li)用離(li)子(zi)交換膜的選(xuan)擇透(tou)過性，從溶液(ye)中脫(tuo)除(chu)或富(fu)集電解質。

電(dian)滲(shen)析的選(xuan)擇性取(qu)決(jue)於(yu)所(suo)用的(de)離子(zi)交換膜。離子(zi)交換膜以聚合(he)物(wu)為(wei)基體，接上可電(dian)離(li)的活(huo)性基團。

陰離(li)子(zi)交換膜簡(jian)稱(cheng)陰膜，它的(de)活性(xing)基(ji)團(tuan)常(chang)為(wei)氨(an)基。陽離子(zi)交換膜簡(jian)稱(cheng)陽膜，它的(de)活性(xing)基(ji)團(tuan)通(tong)常(chang)是(shi)磺酸根(gen)。離子(zi)交換膜的選(xuan)擇透(tou)過性是指(zhi)，膜上的(de)固(gu)定離(li)子(zi)基(ji)團(tuan)吸(xi)引膜外(wai)溶液(ye)中的(de)異電(dian)荷(he)離子(zi)，使(shi)它(ta)能(neng)在電位差(cha)或(huo)濃(nong)度差(cha)的(de)推動(dong)下透(tou)過膜體，同時(shi)排(pai)斥(chi)同種(zhong)電(dian)荷(he)的離(li)子(zi)，阻攔(lan)它進入膜內。

因此，陽離子(zi)能(neng)通(tong)過陽膜，陰離(li)子(zi)能(neng)通(tong)過陰膜，如圖所(suo)示。

根(gen)據膜中活(huo)性基(ji)團(tuan)分(fen)布的(de)均壹(yi)程(cheng)度，離(li)子(zi)交換膜大體上可以(yi)分(fen)為(wei)異相(xiang)膜、均相(xiang)膜及半均(jun)相(xiang)膜。聚乙(yi)烯、聚丙(bing)烯、聚氯(lv)乙(yi)烯等的(de)苯乙(yi)烯接(jie)枝(zhi)聚合(he)物(wu)是(shi)離(li)子(zi)交換膜常(chang)用的(de)膜材料。性(xing)能好(hao)的(de)是(shi)用全(quan)氟(fu)磺酸、全(quan)氟(fu)羧(suo)酸類膜材料制(zhi)備的離子(zi)交換膜。

用途(tu)

1. 作(zuo)為(wei)離子(zi)交換工藝的預(yu)除鹽處理，可大大降(jiang)低離子(zi)交換的(de)除鹽負(fu)荷(he)，擴展離子(zi)交換對(dui)原(yuan)水的(de)適(shi)應範(fan)Χ，大幅度(du)減(jian)少(shao)離子(zi)交換再生時(shi)廢(fei)酸、廢(fei)堿(jian)或(huo)廢(fei)鹽(yan)的(de)排(pai)放(fang)量(liang)，壹般可減(jian)少(shao)90%，甚至(zhi)更(geng)多。在某些情況(kuang)下，電滲(shen)析可以(yi)取(qu)代離子(zi)交換，直(zhi)接制取(qu)初(chu)級(ji)純(chun)水。

2. 將(jiang)廢(fei)水中(zhong)有(you)用的(de)電解質進行濃(nong)縮(suo)、回收，並(bing)再利(li)用。如(ru)電鍍(du)含鎳(nie)廢水的(de)回收與再利(li)用等。

3. 改(gai)革(ge)原(yuan)有工藝，采用電(dian)滲(shen)析技(ji)術(shu)，實(shi)現清(qing)潔生(sheng)產(chan)。如采(cai)用電(dian)滲(shen)析法(fa)制(zhi)取(qu)初(chu)級(ji)純(chun)水或(huo)軟(ruan)化(hua)水代替離(li)子(zi)交換法(fa)，以(yi)消除再生廢(fei)液(ye)的產(chan)生;采(cai)用樹(shu)脂(zhi)電滲(shen)析法(fa)制(zhi)取(qu)高(gao)純(chun)水，取(qu)消(xiao)樹(shu)脂(zhi)的化(hua)學再生;采(cai)用離(li)子(zi)交換膜擴散(san)滲(shen)析法(fa)，從(cong)鋼鐵清(qing)洗(xi)廢液(ye)中回收酸等。

電(dian)滲(shen)析使用的(de)半滲(shen)透(tou)膜其實(shi)是壹(yi)種(zhong)離(li)子(zi)交換膜。這種(zhong)離(li)子(zi)交換膜按離子(zi)的(de)電(dian)荷(he)性質可分(fen)為(wei)陽離子(zi)交換膜(陽膜)和陰(yin)離子(zi)交換膜(陰膜)兩種(zhong)。在電解質水溶(rong)液(ye)中，陽膜允(yun)許(xu)陽離子(zi)透(tou)過而排(pai)斥(chi)阻擋陰離子(zi)，陰(yin)膜允(yun)許(xu)陰離(li)子(zi)透(tou)過而排(pai)斥(chi)阻擋陽離子(zi)，這就(jiu)是離(li)子(zi)交換膜的選(xuan)擇透(tou)過性。在電滲(shen)析過程(cheng)中，離(li)子(zi)交換膜不像(xiang)離子(zi)交換樹(shu)脂(zhi)那(na)樣與水溶(rong)液(ye)中的(de)某種(zhong)離(li)子(zi)發(fa)生(sheng)交換，而(er)只(zhi)是對(dui)不(bu)同電性(xing)的(de)離(li)子(zi)起到(dao)選擇(ze)性透(tou)過作(zuo)用，即離(li)子(zi)交換膜不需再生。電(dian)滲(shen)析工藝的電(dian)極和膜組成(cheng)的(de)隔室稱(cheng)為(wei)極室，其(qi)中(zhong)發(fa)生(sheng)的(de)電化(hua)學反(fan)應與普(pu)通(tong)的電(dian)極反應相同。陽極室內發生氧(yang)化(hua)反應，陽極水呈酸性(xing)，陽極本身(shen)容(rong)易被腐(fu)蝕。陰(yin)極室內發生還原(yuan)反應，陰極(ji)水呈堿(jian)性(xing)，陰(yin)極(ji)上容(rong)易結(jie)垢