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电渗析除盐的基本原理

(2012-03-13 16:20:49)
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电渗析

杂谈

水处理设备网讯:电渗析法除盐的基本原理是水中的阴、阳离子,在外加直流电场的作用下,向一定的方向迁移,利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性,使一部分水中的离子转移到另一部分水中去,从而达到淡化除盐的目的。
  电渗析法除盐,以两个基本条件为基础:1、水中离子是带电的,在直流电场中,阴、阳离子会做定向迁移。根据同性相斥,异性相吸的原则,阳离子移向阴极,阳离子移向阳极。
  2、离子交换膜具有选择透过性。离子交换膜可以分为阳膜和阴膜两类。阳膜只允许水中的阳离子透过而阻挡阴离子;相反,阴膜只允许水中阴离子透过而阻挡阳离子。
  离子交换膜是一种由高分子材料制成的具有离子交换基团的薄膜。其所以具有选择透过性,主要是由于膜的孔隙度和膜上离子基团的作用。
  膜上孔隙度:在膜的高分子键之间有一定的足够大的孔隙,以容纳离子的进出和通过。着一些孔隙,从膜正面看,是直径为几十埃到几百埃的微孔;从膜侧面看,是一条弯曲的通道。由于通道是迂回曲折的,所以其长度要比膜的厚度大得多。这就是离子通过膜的大门和走道,水中离子就在这一些迂回曲折的通道中作电迁移运动,由膜的一侧进入另外一侧。
  膜上离子基团的作用:在膜的高分子链上,连接着一些可以发生解高作用的活性基团。凡是在高分子链上连接的是酸性活性基团的膜就称为阳膜;凡是在高分子链上连接的是碱性活性基团的膜就称为阴膜。
  在水溶液中,膜上的活性基团就会发生解离作用,解离产生的解离离子或称为反离子就进入溶液,于是在膜上就留下了带有一定电荷的固定基团。存在于膜微细孔隙中的带一定电荷的固定基团,就相当于在一条狭长的通道中所设立的一个个关卡,用来鉴别和选择所通过的离子。在阳膜上留下的是带负电荷的基团,构成了强烈的负电场,在外加直流电场的作用下,根据异性电荷相吸的原理,溶液中带正电荷的阳离子就可被它吸引传递并通过微孔进入膜的另一侧,而带负电荷的阴离子则受到排斥;相反,阴膜微孔中留下的是带正电荷的基团,构成了强烈的正电场,也是在外加直流电场的作用下,溶液中带负电荷的阴离子可以被它吸引传递透过,而阳离子则受到排斥。这就是离子交换膜具有选择透过性的原因。
  由此可知,离子交换膜发生的作用并不是离子交换作用,而是起的离子选择透过作用,所以更精确些说,应称为离子选择性透过膜。

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