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離子交換膜電解水

發布時間:2021-03-21 20:51:57

A. 離子膜電解操作流程

又稱膜電槽電解法,是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室,使電解產品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂(見離子交換劑)的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性,容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過,以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。這項技術已經用於氯鹼的生產,海水和苦鹹水的淡化,工業用水和超純水的制備,酶、維生素與氨基酸等葯品的精製,電鍍廢液的回收,放射性廢水的處理等方面,其中應用最廣泛、成效最顯著的是氯鹼工業。在氯鹼工業中,利用陽離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來製造氯氣、氫氣和高純度的燒鹼(氫氧化鈉)或氫氧化鉀。1975年日本旭化成工業公司製成全氟羧酸型離子交換膜,首先實現離子膜電解法制燒鹼,同年日本實現工業化生產。
工藝流程 經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室(圖1[離子膜電解法生產流程]),鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動,進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉,同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制,基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後,剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯,固體鹽重飽和以及精製後,返回陽極室,構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品,一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量,又能帶走電解槽內部產生的熱量。
離子膜電解槽 根據供電方式的不同,分為復極式和單極式兩種。復極式電解槽的各單元電解槽串聯相接,電解槽的總電壓為各個單元電解槽的電壓之和;電路中各台電解槽並聯。單極式電解槽的各單元電解槽並聯相接,電解槽的總電流為各個單元電解槽的電流之和;電路中各台電解槽串聯。有的離子膜電解槽為板式壓濾機型結構(圖2[壓濾機型離子交換膜電解槽結構]):在長方形的金屬框內有爆炸復合的鈦-鋼薄板隔開陽極室和陰極室,拉網狀的帶有活性塗層的金屬陽極和陰極分別焊接在隔板兩側的肋片上,離子膜夾在陰陽兩極之間構成一個單元電解槽。大約 100個左右的單元電解槽由液壓裝置組成一台電解器。另外,還有類似板式換熱器的結構,由沖壓的輕型鈦板陽極、離子膜和沖壓的鎳板陰極夾在一起,構成單元電解槽。若干個單元電解槽夾在兩塊端板之間組成一台電解槽。
離子交換膜 側鏈上帶有磺酸基和(或)羧酸基等陰離子官能團的全氟聚合物製成的薄膜。對離子膜的要求:①陽離子選擇透過性好;②電解質擴散率低;③較高的化學穩定性和熱穩定性;④機械強度高,不易變形;⑤電阻小。現代陽離子交換膜大多為聚氟烴織物增強的全氟磺酸-全氟羧酸復合膜。面向陽極的一側為電阻較小的磺酸基;面向陰極的一側為含水量低的羧酸基,能抑制氫氧離子向陽極室移動而提高電流效率,有的還處理成為粗糙的表面,或附有微孔狀無機物薄膜,以增加全氟羧酸膜的親水性,減少氫氣泡在膜表面上的滯留。這種膜適用於兩極間距極小的所謂「零」極距或「膜」間隙的離子交換膜電解槽。
特點 ①總能耗最低(與隔膜電解法和水銀電解法相比),在4000A/m電流密度下,每噸燒鹼的直流電耗為7.56~7.92GJ(2100~2200kWh);②燒鹼純度高,50%的氫氧化鈉鹼液,含氯化鈉50~60ppm;③無水銀或石棉污染環境的問題;④操作、控制都比較容易;⑤適應負荷變化的能力較大;⑥要求用高質量的鹽水;⑦離子膜的價格比較昂貴。
現狀和展望 80年代初,先進的離子膜可在 4000A/m的電流密度下運轉,電流效率為95%~96%;可以直接生產濃度為35%的氫氧化鈉,離子膜的使用壽命約為2年。由於離子膜法具有較多的優點,今後新建的氯鹼生產裝置一般將採用離子膜法。現有的水銀法或隔膜法氯鹼廠也會有一部分在技術改造時轉換為離子膜法。

B. 如圖為陽離子交換膜法以石墨為電極電解飽和硫酸鈉溶液的原理示意圖.已知Na2SO4溶液從A口進料,含少量NaO

A.惰性電極電解飽和硫酸鈉溶液,陽極發生4OH--4e-=2H2O+O2↑,故A正確;
B.右側為陰極版,陰極發生2H++2e-=H2↑,則從權E出口逸出的氣體是H2,故B正確;
C.含少量NaOH的水從B口進料,該裝置實質為電解水,則從D出口流出的是較濃的NaOH溶液,故C正確;
D.電路中轉移4mol電子時,陽極區有1molO2生成,不會生成H2SO4,故D錯誤;
故選D.

C. 有一個電解池電解氯化銅,如果我在溶液里放入了陰離子交換膜和陽離子交換膜,那麼反應會不會繼續進行糾

不用糾結的呀
電解過程裡面,陰離子向陽極移動,在陽極上放電
陽離子向陰極移動,內在陰極上放電容
如果加上兩個交換膜,相當於把一個電解池分成了兩半,由於兩邊起始時候本來就都有這些離子,所以肯定能繼續進行
理論上,一段時間以後 就相當於電解水了

D. 工業上電解制鹼的技術是用離子交換膜法,主要原料是飽和食鹽水.如圖為離子交換膜法電解原理示意圖:請回

(1)陽離子交換膜只允許陽離子鈉離子通過,而陰離子氫氧根和氯離子均不能通過,故答案為:③⑤;
(2)電解池中和電源的正極相連的是電解池的陽極,所以A極為電解槽的陽極,氯離子發生失電子的氧化反應,即2Cl-→2e-+Cl2↑,故答案為:陽;2Cl-→2e-+Cl2↑;
(3)氯氣的物質的量=

V
Vm
=
b
22.4
mol;電解水時,生成氫氣與氫氧化鈉的物質的量之比為1:2,所以生成n(NaOH)=
2b
22.4
mol,原來n(NaOH)=
1000ag×10%
40g/mol
=2.5amol,所以反應後溶液中n(NaOH)=(
2b
22.4
+2.5a)mol,電解後溶液質量=1000ag+
b
22.4
mol×2×23g/mol-
b
22.4
mol×2g/mol=1000ag+
22b
11.2
g,
溶液體積=
(1000a+
22b
11.2
)g
1000dg/L
,則C(NaOH)=
2b
22.4
+2.5a
1000a+
22b
11.2
1000d
mol/L=
1000(28a+b)
11200a+22b
×dmol/L,
故答案為:
1000(28a+b)
11200a+22b
×d;
(4)氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水,方程式為:3Cl2+6OH-
.

E. 目前工業上電解水制氫用的鹼性離子交換膜主要有哪些

我以前的工作單位就是使用這種原理制液鹼,氫氣,氧氣的;用的是日本進口(株式會社)陰陽極離子交換膜,價位在1-2萬人民幣之間一張,這種進口膜的使用還是很普遍的,另外中化旗下的藍星似乎也有這類產品,

F. 倘若電解水 電解質中性 存在陽離子交換膜(不能交換陰離子) 陽極還能寫 OH-失電子么

可以,為什麼不能?

G. 離子膜電解法的離子膜電解法

萊特.萊德又稱膜電槽電解法,是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和內陰極室,使電解容產品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂(見離子交換劑)的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性,容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過,以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。

經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室(圖1),鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動,進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉,同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制,基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後,剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯,固體鹽重飽和以及精製後,返回陽極室,構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品,一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量,又能帶走電解槽內部產生的熱量。

H. 電解的時候陽離子交換膜對陰陽極ph有影響嗎

肯定不影響,因為如果影響實驗的結果這個電解用離子交換膜就沒有意義了~

I. 我想找一種離子交換膜,而且得是陽離子膜,日本生產的。誰對這方面了解的提供一些日本的公司和聯系方式。

你要找陽離子的,呵呵,SPE水電解吧,用杜邦Nafion膜吧,比日本的好。

J. 工業上電解制鹼的技術是用陽離子交換膜法,主要原料是飽和食鹽水.圖為陽離子交換膜法電解原理示意圖:請

(1)根據圖知,A為電解槽陽極,B為陰極,陰極上氫離子放電生成氫氣,同時電極附近生成氫氧根離子,鹼性條件下,鐵發生吸氧腐蝕,故答案為:陽;吸氧腐蝕;
(2)陽離子交換膜只能允許陽離子通過,故選③⑤;
(3)A.電解時,陽極上氯離子放電生成氯氣,陰極上氫離子放電生成氫氣同時電極附近生成氫氧根離子,氫氧根離子通過陰離子交換膜移向陽極,氯氣和氫氧根離子反應生成氯酸根離子,電解結束時,溶液呈電中性,則右側溶液中含有ClO3-,故A正確;
B.電解時,陰極上氫離子放電,陽極上氯離子放電生成氯酸根離子,電池反應式為NaCl+3H2O

通電
.

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