雙(shuang)極(ji)膜的(de)工(gong)作原(yuan)理(li)是在(zai)直流電場(chang)作用下(xia),陰(yin)、陽(yang)膜復合層(ceng)間(jian)的(de)H2O解(jie)離(li)成H+和(he)OH-並分別通(tong)過(guo)陰(yin)膜和陽(yang)膜,作為(wei)H+和(he)OH-離子源。雙(shuang)極(ji)膜通常(chang)由(you)陽(yang)離子交(jiao)換(huan)層(ceng)、界(jie)面(mian)催(cui)化(hua)層(ceng)和(he)陰(yin)離子交(jiao)換(huan)層(ceng)復合而成。當(dang)在(zai)電場(chang)作用下(xia),溶液(ye)中的(de)水(shui)和鹽(yan)類(lei)解(jie)離(li),離子選(xuan)擇性(xing)地(di)通過(guo)膜層(ceng)。具體來說(shuo),擴(kuo)散到中間(jian)界(jie)面(mian)層(ceng)的(de)水(shui)被(bei)快(kuai)速解(jie)離(li),得到氫離(li)子和(he)氫氧(yang)根(gen)離(li)子。這(zhe)些離子在(zai)電場(chang)作用下(xia)遷移(yi)到雙極(ji)膜的(de)兩(liang)側(ce)。當雙極(ji)膜與(yu)其(qi)他陰(yin)陽(yang)離子交(jiao)換(huan)膜結(jie)合使(shi)用(yong)時(shi),可(ke)以形成不同的(de)隔室構(gou)型(xing),從而實(shi)現特(te)定(ding)的(de)分離和(he)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)。例(li)如,雙極(ji)膜可以與(yu)陽(yang)離子交(jiao)換(huan)膜形成堿室,與(yu)陰(yin)離子交(jiao)換(huan)膜形成酸(suan)室。在(zai)適(shi)當的(de)條(tiao)件(jian)下(xia),這(zhe)些室可以用於(yu)制(zhi)備(bei)酸(suan)堿或其(qi)他有(you)用的(de)化(hua)學(xue)品(pin)。
雙極(ji)膜電滲析(xi)是指,通(tong)過(guo)向(xiang)由(you)雙(shuang)極(ji)膜與(yu)陰(yin)離子交(jiao)換(huan)膜、陽(yang)離子交(jiao)換(huan)膜組(zu)合而成的(de)三(san)室雙極(ji)膜電滲析(xi)槽(cao)中(zhong)供(gong)給無機(ji)鹽(yan)(例(li)如Na2SO4),陰(yin)離子(SO42-)透過(guo)陰(yin)離子交(jiao)換(huan)膜,與(yu)雙(shuang)極(ji)膜自(zi)身(shen)分解(jie)出(chu)的(de)H離(li)子(H+)結(jie)合生(sheng)成酸(suan)(H2SO4)。而陽(yang)離子(Na+)則透過(guo)陽(yang)離子交(jiao)換(huan)膜,與(yu)雙(shuang)極(ji)膜自(zi)身(shen)分解(jie)的(de)OH離(li)子(OH-)結(jie)合生(sheng)成堿(NaOH)進行(xing)中和(he)的(de)逆(ni)反(fan)應(ying))的(de)壹種技(ji)術。
雙極(ji)膜可將無機(ji)鹽(yan)制(zhi)成酸(suan)堿的(de)技(ji)術使雙極(ji)膜成為(wei)廢鹽資(zi)源化(hua)的(de)新選(xuan)擇,實(shi)現鹽的(de)循(xun)環利(li)用(yong)。即礦井(jing)水(shui)經過(guo)預(yu)處(chu)理(li)後(hou)用(yong)均相(xiang)膜電滲析(xi)進(jin)行(xing)濃(nong)縮(suo)。其(qi)濃水(shui)再進(jin)雙(shuang)極(ji)膜制(zhi)備(bei)酸(suan)堿(酸堿濃度(du)可達(da)2N),所(suo)得酸堿回用至前預處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)或出(chu)售(shou)。
雙(shuang)極(ji)膜是在(zai)直流電場(chang)作用下(xia),溶液(ye)中的(de)帶(dai)電離(li)子選(xuan)擇性(xing)地(di)通過(guo)離(li)子交(jiao)換(huan)膜的(de)過(guo)程(cheng),主(zhu)要用(yong)於(yu)溶(rong)液中(zhong)電解(jie)質的(de)分離。在(zai)淡(dan)化(hua)室中通入(ru)含(han)鹽水(shui),接(jie)上(shang)電源,溶(rong)液(ye)中(zhong)帶(dai)正(zheng)電荷的(de)陽(yang)離子,在(zai)電場(chang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),向陰(yin)極(ji)方向(xiang)移(yi)動(dong)到陽(yang)膜,受到膜上(shang)帶(dai)負(fu)電荷的(de)基(ji)團(tuan)的(de)異(yi)性(xing)相(xiang)吸(xi)引(yin)的(de)作(zuo)用(yong)而穿過(guo)膜,進入(ru)右(you)側的(de)濃(nong)縮(suo)室。帶(dai)負(fu)電荷的(de)陰(yin)離子,向(xiang)陽(yang)極(ji)方向(xiang)移(yi)動(dong)到陰(yin)膜,受到膜上(shang)帶(dai)正(zheng)電荷的(de)基(ji)團(tuan)的(de)異(yi)性(xing)相(xiang)吸(xi)引(yin)的(de)作(zuo)用(yong)而穿過(guo)膜,進入(ru)左(zuo)側的(de)濃(nong)縮(suo)室。淡(dan)化(hua)室鹽水(shui)中的(de)氯(lv)化(hua)鈉(na)被(bei)不斷(duan)除(chu)去(qu),得到淡(dan)水(shui),氯化(hua)鈉(na)在(zai)濃(nong)縮(suo)室中濃集(ji)。
使(shi)用雙極(ji)膜技(ji)術制(zhi)備(bei)酸(suan)堿具有(you)明顯的(de)優勢(shi),能耗低,裝置體積(ji)小,可節約投資(zi),整個(ge)過(guo)程(cheng)無氧(yang)化(hua)和(he)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)發(fa)生(sheng),無副(fu)反(fan)應(ying)產物,沒有(you)汙(wu)染(ran)。