離子交換淡化海水原理

❶ 海水為什麼可以淡化，這個是用了什麼科學技術

哥本哈根大學化學系的一位化學家Jiwoong Lee發明了一種尖端綠色技術，利用二氧化碳將海水轉化為飲用水，時間僅需短短幾分鍾。計劃中的這種海水淡化技術以二氧化碳替代電力，可將其用於人們缺乏清潔飲用水地區的生存裝備和大型工業廠房。

全世界有8億多人無法獲得清潔飲用水。根據聯合國的數據，，這一數字將增加到33億。由於海水已經是世界上許多地方的重要飲用水來源，因此尋找更智能的海水淡化方法的需求與日俱增。

現代海水淡化面臨的基本挑戰之一是能源消耗。海水淡化廠需要使用大量的化石燃料產生的電力，這樣一來反而造成了更嚴重的氣候變化。

目前，這項技術需要在較小的范圍內進行測試，實驗裝備是一種內置特殊設計的過濾器的水瓶，這些水瓶可用於救生艇或作為戶外活動的裝備。CowaTech與工程公司Kapacitet A/S合作，已經生產了一個原型瓶，將在2-3個月內完成。

從長遠來看，我們的目標是在更大的范圍內應用該技術，作為當今海水淡化廠的替代品。計劃是將該技術用於補充反滲透工廠--目前市場上佔主導地位的海水淡化方法。這樣做，CowaTech預計能夠減少50%的能源消耗。

❷ 什麼是海水淡化，原理是什麼，請簡單點

海水淡化即海水脫除鹽分變為淡水的過程，主要方法有四種：
熱能法（蒸餾法和冷凍法）、
機械能法（壓透析法和反滲透法）、
電能法（電滲析法）
化學能法（溶媒抽出法和離子交換法）。
常用的海水淡化法有蒸餾法、反滲透法和電滲析法。

❸ 用電滲析法淡化海水原理

原理

電滲析器中交替排列著許多陽膜和陰膜，分隔成小水室。當原水進入這些小室時，在直流電場的作用下，溶液中的離子就作定向遷移。陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來；陰膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來。

結果使這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室，出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室，出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。

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海水淡化的其他方法

1、冷凍法

冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態海水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源並在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻並不多；而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以使用。

2、蒸餾法

海水淡化法工藝之冰—鹽水是一固液系統普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離，但分離方法不同，得到的冰晶含鹽量也不同。實驗結果表明減壓過濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。

3、反滲透法

反滲透法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。在通常情況下，淡水通過半透膜擴散到海水一側，從而使海水一側的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個過程為滲透。此時，海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。

❹ 海水淡化的原理是啥

內容：抄
海水中有大量的鹽。能不能從浩瀚的海洋中去除鹽份，提取出淡水呢？海水淡化是人類追求了幾百年的夢想。早在世界大航海的時代，英國王室就曾懸賞徵求經濟合算的海水淡化方法。時至今日，海水淡化的方法雖然有了數百種之多，生產出的淡水也風味各異，但以經濟合算的標准衡量，仍然不盡如人意。

除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程叫海水淡化，亦稱海水脫鹽。海水淡化的方法，基本上分為兩大類：（1）從海水中取淡水，有蒸留法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法。（2）除去海水中的鹽分，有電滲拆法、離子交換法和壓滲法。目前應用第一類方法為主。早在15世紀部分船舶就曾經以簡易的蒸餾裝置來解決船舶在長期航行中的淡水供應問題。20世紀50年代以來，隨著工農業的發展和城市人口的增加，淡水供應逐漸緊張，造成有些沿海城市嚴重缺水。因此，提高海水淡化的技術便成為開發新水源的重要途徑之一。

❺ 海水淡化的科學方法，過程詳細

電滲析法：水中的離子在直流電場的作用下，可通過半透膜。最初的惰性半透膜電滲析法，主要用於溶膠的提純，電流效率很低。到了20世紀50年代初，由於選擇性離子交換膜向世，才能夠用電滲析法淡化海水或苦鹹水。脫鹽用的選擇性離子交換膜有兩種：①陽膜，只允許陽離子透過的陽離子交換膜；②陰膜，只允許陰離子透過的陰離子交換膜。使陰膜和陽膜交替排列，中間襯以隔板（其中有水流通道），夾緊之後，在兩端加上電極,就成電滲析脫鹽裝置。

❻ 離子交換樹脂在海水淡化中的應用高分求助！

用樹脂淡化海水的原理正如一樓所說的，就是將海水中的鹽分交換出來，轉化成水分版子。由於海水權含鹽量比較大，所以樹脂再生會很頻繁，是個很麻煩的事情。
離子交換樹脂是一種介質，不能叫海水淡化劑，如果以此原理製作海水淡化劑似乎有點不合適，如果採用沉澱的原理或者吸附原理來製作海水淡化劑似乎是個不錯的想法，不過理論上似乎很難，基本行不通。目前本人覺得還是採用反滲透法性價比比較合理。

❼ 海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子的原子的原理是什麼

機理通常是：
所需除去的離子，與離子交換樹脂中的化合物反應，所需要除去的離子被交專換樹脂吸附，屬原離子交換樹脂中的離子進入溶液
例如季銨型陰離子交換樹脂：X-+R4NOH===R4NX+OH-
離子交換樹脂再生的辦法就是用含有原來離子的濃溶液沖洗

❽ 海水淡化技術是怎麼發展的

古時候，當人們在茫茫大海上艱難地航行，面臨著淡水告罄的威脅時，人們多麼希望能有一個圓桶似的寶貝，只要將它往海里一放，那苦澀的海水就變成甘甜的淡水「咕咚咕咚」往上冒，讓乾渴的船員們喝個飽。最先提出這個大膽而美妙的設想的，是中國宋朝一個名叫周密的人。他寫了本《癸辛雜談》，書中描寫了一個會造淡水的「寶貝」的故事。

故事說，有一家雜貨店放著一個奇特的東西。說它像缸，可沒有底；說它像煙囪，可又太大；而且它既非竹也非木，既非金屬亦非磚石。有一天，一名海船商人路過此地，發現了這一奇物。他看了又看，摸了又摸，捨不得離去。店主走來，問商人買不買此物。商人忙說：「買！你要多少銀子？」店主想敲竹杠，就說：「這是我家祖傳寶物，非十兩銀不賣。」商人二話沒說，付了銀子，就叫人將奇物抬走。店主納悶，問道：「你花那麼多銀子買此物何用？」商人告之：「此乃一寶物，名字叫『海井』，是一口專造淡水的井。只要將它放到海里，不愁沒有淡水喝。」說完，他又取出100兩銀，贈給店主。

隨著科學技術的發展，今天人類已造出海水淡化機，將古人「畫井解渴」的美好願望變成了現實。

我們知道，海水含鹽量太高，平均在千分之三十五左右，而日常生活用水的含鹽量在萬分之五左右，工農業用水的含鹽量有的可以稍高一些，但也不能高於千分之三。要使海水像溪水那樣甘甜爽口，就要脫掉海水中的鹽分。脫鹽，就是人們通常所說的「海水淡化」。

海水和苦鹹水淡化，可以追溯到1000多年前。那時，希臘哲學家柏拉圖已經認識到，如果用植物性材料過濾苦鹹水，鹽就會在材料上面貯存起來。亞里士多德早已知道：由鹽溶液中蒸發出來的蒸汽冷卻凝成水珠以後可以飲用。另外，普利紐斯在他的《自然史》中也這樣寫道：「航海者在作較長時間的海上旅行時，把海水裝在陶罐中，使其蒸發，在罐蓋上會出現冷凝水，便可以收集利用。」後來許多的航海者，特別是在羅馬的船上，缺水時，都用蒸發法來製取淡水，供人們在航行中飲用。當年羅馬帝國曾經用簡單的蒸餾器提取淡水供被圍困在埃及亞歷山大的羅馬軍隊飲用。

歷史上第一次有記錄的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上廣泛地進行海水淡化，是19世紀末。那時，蒸汽輪船發展起來了，為了滿足鍋爐用水和一部分飲用水的需要，輪船上普遍安裝了製造淡水的蒸發器。世界上第一台固定式淡化裝置，於1877年在俄國巴庫建成。此後，在歐洲及其他乾旱國家也相繼建立。

當然，上述種種海水淡化的器具和手段，還處於「初級階段」。採用先進的技術設備，大規模地淡化海水。是在20世紀50年代後期。據統計，到1980年6月，僅蒸餾法、反滲透法和電滲析法三種類型的海水淡化裝置已達2204個，總造水量每天約727萬噸。從生產淡水的用途來看，主要是解決生活用水，有的用在工業上，少數供軍事需要。像科威特、沙烏地阿拉伯等海灣國家，淡水的主要來源，就是海水淡化。像科威特日產900噸以上的海水淡化裝置就有7個，其中最大日產1.8萬噸以上的海水淡化裝置有4個。

蒸餾法顧名思義，就是將海水加熱沸騰變成不含鹽分的蒸汽，蒸汽遇冷後凝聚成水珠匯集成淡水。蒸餾法海水淡化技術研究歷史較長，在供水方面應用最廣、起的作用最大。據統計，1977年世界蒸餾法造水能力日產達288噸，占所有淡化法總造水能力的78％。蒸餾法裝置的類型有單級閃蒸式、多級閃蒸式、薄膜豎管式、浸管式等，其中多級閃蒸式蒸餾法無論其裝置數量還是其造水能力均居首位。據1977年統計結果，多級閃蒸法裝置，占整個蒸餾法裝置的45％，造水能力佔84％。

目前，太陽能蒸餾技術已可分為直接法和間接法。直接法是太陽能直接作用於海水而立刻蒸發的方法。1982年日本沖繩建造了這樣的一套裝置。它的受熱面積為2.97平方米，日產水量為100升，是太陽能蒸餾的一次重大突破。間接法就是把太陽能收集起來，然後再為其他的海水淡化的辦法提供能源。這種方法通常與其他的辦法聯合使用，或者以熱能的方式對海水進行蒸餾，或者利用太陽能發電，供給用電的海水淡化裝置使用。

到目前為止，利用太陽能進行海水淡化的技術，所得到的淡水成本仍然比較高，主要的問題在於太陽能利用設備的投資比較大。

電滲析法為了說明它的原理，先介紹離子交換膜。離子交換膜分陽離子交換膜和陰離子交換膜兩種（以下簡稱陽膜、陰膜）。陽膜表面帶負電荷，陰膜表面帶正電荷。根據同性相斥、異性相吸的原理，帶負電荷的陽膜的表面排斥陰離子，而讓陽離子通過；帶正電荷的陰膜則恰恰相反。如果我們將陰、陽離子交換膜交替地排列成多室電滲槽，並在膜組兩端配置陰、陽電極，陽極一側以陰離子交換膜開始，陰極一側以陽離子交換膜終止，當海水通入後，在膜組兩端加上直流電壓。這樣，海水中的陽離子向陰極遷移，陰離子向陽極遷移。由於離子交換膜對離子有選擇透過的性質，那麼，海水中的鈉離子和氯離子作為鹽溶液從膜間室中流出，脫鹽的淡水也通過專門的管道流出。

這種方法關鍵取決於膜的發展狀況。離子交換膜有的用空心纖維，有的用塑料，目前投入使用和正在研製的膜有幾十種。中國從20世紀50年代就開展了對電滲析和離子交換膜的研究。目前，生產的離子交換膜質量指標接近世界先進水平，已生產出各種類型和大小不同的電滲析淡化器，全國己有400多個單位廣泛使用。國家海洋局第二海洋研究所1981年研製的中國最大的電滲析淡化器，每天產淡水200噸。該裝置已在中國西沙群島投入使用，其淡化的水質符合國家規定的飲水標准，生產成本只有用水船運水成本的1/5。

反滲透法這是50年代為淡化海水而提出來的一種膜分離方法。60年代由於研製出了高通量、高脫鹽率的不對稱醋酸纖維素膜，使反滲透法達到了工業應用程度。要弄清什麼是反滲透還得先從滲透說起。把淡水和鹽水分別置於一張半透膜兩側，這種半透膜只允許水分子通過，而不允許其他分子通過，鹽分子也不例外。在正常條件下，淡水就穿過半透膜向鹽水一側流動，這就是滲透。在滲透的過程中，鹽水液面逐漸升高，壓力逐漸加大，淡水液面則逐漸降低，壓力逐漸減小，這種現象一直要持續到鹽水側的壓力比淡水側的壓力高到一定程度為止。這時，由於鹽水側的壓力很高，淡水側的水分子已無力滲透過去，只得作罷。這時兩邊的壓力差就是所謂的滲透壓。

如果在鹽水的液面上施加一個比滲透壓還大的壓力，結果會怎麼樣呢？無疑，鹽水中的水分子將向相反方向，即向淡水一側流動，以致使淡水液面高出鹽水液面。這就是反滲透。用這種原理淡化海水的方法叫反滲透法。這種方法工藝流程簡單，耗能很少，雖然1953年才問世，卻已受到普遍的重視。在沙烏地阿拉伯，也有這種類型的海水淡化廠。

反滲透膜是反滲透淡化器的心臟，目前，主要有醋酸纖維素及其衍生物膜、芳香聚醯胺膜及其他有機無機材料膜等。隨著反滲透膜的發展，現今反滲透淡化裝置主要有四種類型：板式、管式、螺旋卷式、空心纖維式。這四種裝置中，螺旋卷式和空心纖維式裝置單位體積產水量較多，適於建造大規模裝置；其次是管式裝置，發展也很快。一個大型的反滲透海水淡化廠，要安裝很多個這樣的膜卷。像美國為沙烏地阿拉伯吉達港建成的反滲透海水淡化廠，共安裝了4032個膜卷，日產淡水1.2萬多噸。到1980年6月，世界上日產95噸以上淡水的反滲透淡化裝置就有929個，日產淡水約148萬噸。當今美國和日本海水淡化研究的重點是發展反滲透法。相信不久的將來，反滲透法有可能與蒸餾法相媲美。

❾ 電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法，其原理如圖所示．已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、

（1）陰離子交換膜只允許陰離子自由通過，陽離子交換膜只允許陽離子自由通過專，隔膜A和陽極相連屬，陽極是陰離子放電，所以隔膜A是陰離子交換膜，
故答案為：陰；
（2）通電後，a電極為陽極，陽極是氯離子放電，生成氯氣，其電極反應為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（3）通電後，b電極為陰極，陰極區是氫離子得到電子生成氫氣，氫氧根離子濃度增大，和鈣離子，鎂離子形成沉澱，
故答案為：產生無色氣體，溶液中出現少量白色沉澱．

❿ 電解海水（NaCl）利用離子交換膜進行海水淡化的方法的原理是什麼

首先，電解海水目的是為了製取燒鹼 和氯氣
那麼在陰極區存在大量OH-
所以要將Na+交換到OH-富集的區域內以便提純
陽極區Cl-變成Cl2跑出去必要補充CL-以便繼續電解成為Cl2