电渗析

利用半透膜的选择透过性,来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,最初用于海水淡化,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业,尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视,例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。

实质上,电渗析可以说是一种除盐技术,因为各种不同的水(包括天然水、自来水、工业废水)中都含有一定量的盐分,而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作孟禄岱直鹣蛳喾捶较虻牡缂贫H绻谝桓龅缟銎髦胁迦胍酢⒀衾胱咏换荒じ饕桓觯捎诶胱咏换荒ぞ哂醒≡裢腹裕囱衾胱咏换荒ぶ辉市硌衾胱幼杂赏ü趵胱咏换荒ぶ辉市硪趵胱油ü庋诹礁瞿さ闹屑涓羰抑校蔚呐ǘ染突嵋蛭胱拥亩ㄏ蚯ㄒ贫档停拷缂牧礁龈羰以蚍直鹞酢⒀衾胱拥呐ㄋ跏遥詈笤谥屑涞牡夷诖锏酵蜒蔚哪康摹J导视τ弥校惶ǖ缟銎鞑⒎怯梢欢砸酢⒀衾胱咏换荒に槌桑ㄒ蛭庋鲂屎艿停遣捎靡话俣裕踔良赴俣越换荒ぃ蚨蟠筇岣咝省

电渗析法的特点为:

(1)可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用;

(2)可以用于蔗糖等非电解质的提纯,以除去其中的电解质;

(3)在原理上,电渗析器是一个带有隔膜的电解池,可以利用电极上的氧化还原作用制取某些电解产品;

(4)设备简单,操作方便,分离效率高。

在电渗析过程中,也进行以下次要过程:

(1)同名离子的迁移,离子交换膜的选择透过性往往不可能是百分之百的,因此总会有少量的相反离子透过交换膜;

(2)离子的浓差扩散,由于浓缩室和淡化室中的溶液中存在着浓度差,总会有少量的离子由浓缩室向淡化室扩散迁移,从而降低了渗析效率;

(3)水的渗透,尽管交换膜是不允许溶剂分子透过的,但是由于淡化室与浓缩室之间存在浓度差,就会使部分溶剂分子(水)向浓缩室渗透;

(4)水的电渗析,由于离子的水合作用和形成双电层,在直流电场作用下,水分子也可从淡化室向浓缩室迁移;

(5)水的极化电离,有时由于工作条件不良,会强迫水电离为氢离子和氢氧根离子,它们可透过交换膜进入浓缩室;

(6)水的压渗,由于浓缩室和淡化室之间存在流体压力的差别,迫使水分子由压力大的一侧向压力小的一侧渗透。显然,这些次要过程对电渗析是不利因素,但是它们都可以通过改变操作条件予以避免或控制。

参考文章