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离子交换膜的性能

(2011-06-17 15:58:57)
标签:

离子交换

杂谈

水处理设备网讯:离子交换膜有异相膜、均相膜和半均相膜之分。异相膜是用离子交换树脂粉和粘合剂调和制成的,有时为了增强机械强度,还覆盖有尼龙网布。均相膜是直接把离子交换树脂作成薄膜。均相膜与异相膜相比,均相膜有膜电阻小和透水性小的优点。半均相膜是离子交换树脂和粘合剂混合得很均匀的一种产品。
  现实用的膜都是有机质的,其膜体基材有聚乙烯、聚砜、聚苯醚、聚氯乙烯等多种。与离子交换树脂相似,组成膜的树脂也有凝胶型和大孔型的区别。
  离子交换膜的性能有(1)机械性能:
  1)厚度。厚度是离子交换膜的基本指标,对于同一种离子交换膜来说,厚度大,膜电阻也大;厚度小,膜电阻也小。所以,在保证一定机械强度的前提下,厚度应尽可能小些为好。目前,最薄的离子交换膜厚度为0.1mm左右。
  2)机械强度。离子交换膜在电渗析装置中是在压力下工作的,因此其机械强度是一个很重要的指标,如强度不够,在运行中很容易损坏。
  3)膜表面状态。膜表面应平整、光滑。如有皱纹,则会影响组装后设备的密封性能,引起内漏或外漏的现象。
  (2)电化学性能:
  1)膜电阻。离子交换膜的导电性能,常用单位面积的膜电阻来表示,称面电阻(单位是Ω·cm?),一般是在25℃时,在一定成分一定浓度的电解质水溶液中测定的。
  对于同一种离子交换膜来说,膜电阻的大小取决于离子交换膜中可动离子的成分和所在水溶液的温度。阳膜以H型的膜电阻最小(膜电导最大);阴膜以OH型膜电阻为最小(膜电导最大)。至于温度的影响,与电解质溶液一样,温度升高,膜电阻降低。
  2)离子选择透过率。阳离子交换膜只允许阳离子透过,阴离子交换膜只允许阴离子透过,这是指理想情况。实际上,当用离子交换膜进行电渗析时,总是有少量异号离子同时透过。也就是:阳膜中有少量阴离子透过,阴膜中有少量阳离子透过。这是因为:第一,离子交换膜上免不了有些微小的缝隙,使水溶液中各种离子都能通过;第二,膜在电解质水溶液中并不是绝对排斥异号离子,而是能透过少量异号离子。
  3)透过性。离子交换膜能透过少量的水。这就叫做膜的透水性。原因是:与离子发生水合作用的水分子,随此离子透过;少量自由的水分子,也可能被迁移中的离子带过。膜的透水性,也会影响到电渗析的效果。从实用上来看,应当尽量减少离子交换膜中异号离子透过的量和离子交换膜的透水性。
  4)化学稳定性。膜应具有耐酸碱、耐氧化、耐温和耐有机物污染等性能,否则,会影响其实用寿命。一般地,要求离子交换膜能使用一至数年。

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