㈠ 離子交換膜法電解食鹽水具體原理 謝謝
一、離子交換膜法電解食鹽水的原理
1. 電解槽的組成
離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框架和導電銅棒等部分構成。每個電解槽由多個單元槽串聯或並聯而成。陽極採用金屬鈦網，表面塗有鈦、釕等氧化物塗層，以延長電極使用壽命和提高電解效率。陰極由碳鋼網製成，並塗有鎳塗層。離子交換膜將電解槽分為陰極室和陽極室，這種設計旨在防止陽極產物Cl2與陰極產物H2混合，避免潛在的爆炸危險，並防止Cl2與NaOH反應生成NaClO，影響燒鹼的純度。
2. 電解制鹼的生產流程
在離子交換膜法電解制鹼的過程中，精製的飽和食鹽水被送入陽極室，而純水（加入適量NaOH溶液）被加入陰極室。通電後，水在陰極表面放電生成氫氣，而鈉離子穿過離子膜從陽極室移動到陰極室，使陰極室內的溶液中出現NaOH。同時，氯離子在陽極表面放電生成氯氣。電解後的淡鹽水從陽極室流出，通過添加食鹽提高濃度後可循環使用。陰極室中使用純水而非NaCl溶液，是因為陰極反應為2H++2e－=H2↑，而鈉離子可以透過離子膜在陰極室生成NaOH。在電解開始時，為提高溶液的導電性，同時不引入新雜質，陰極室中通常會加入一定量的NaOH溶液。
3. 氯鹼工業的原料
氯鹼工業的主要原料是飽和食鹽水。但由於粗鹽水含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質，不能直接用於電解，因此需要進行提純精製。
㈡ 離子膜電解槽的流程是怎樣的
1、離子交換膜法制燒鹼的原理
離子交換膜電解槽的構成
離子交換膜電解槽：主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成；每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。陽極用金屬鈦網製成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層；陰極由碳鋼網製成，上面塗有鎳塗層；離子交換膜把電解槽分成陰極室和陽極室。
電極均為網狀，可增大反應接觸面積，陽極表面的特殊處理是考慮陽極產物Cl2的強腐蝕性。
離子交換膜法制燒鹼名稱的由來，主要是因為使用的陽離子交換膜，該膜有特殊的選擇透過性，只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過，即只允許H＋、Na+通過，而Cl－、OH－和兩極產物H2和Cl2無法通過，因而起到了防止陽極產物Cl2和陰極產物H2相混合而可能導致爆炸的危險，還起到了避免Cl2和陰極另一產物NaOH反應而生成NaClO影響燒鹼純度的作用。
2．離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程
如圖，精製的飽和食鹽水進入陽極室；純水（加入一定量的NaOH溶液）加入陰極室，通電後H2O在陰極表面放電生成H2，Na+則穿過離子膜由陽極室進入陰極室，此時陰極室導入的陰極液中含有NaOH；Cl－則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水則從陽極室導出，經添加食鹽增加濃度後可循環利用。
陰極室注入純水而非NaCl溶液的原因是陰極室發生反應為2H++2e－=H2↑；而Na+則可透過離子膜到達陰極室生成NaOH溶液，但在電解開始時，為增強溶液導電性，同時又不引入新雜質，陰極室水中往往加入一定量NaOH溶液。
氯鹼工業的主要原料：飽和食鹽水，但由於粗鹽水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質，遠不能達到電解要求，因此必須經過提純精製。
㈢ 離子交換膜為什麼有選擇透過性
按膜中的含活性基團的各類可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和特種膜三大類。
1、陽離子交換膜（簡稱陽膜） 膜體中含有酸性活性基團，它能選擇性透過陽離子而不讓陰離子透過。這些活性基團主要有：磺酸基、磷酸基、亞磷酸基、羧酸基、酚基等。其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換膜，其結構式可簡單表示為R-SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為
2R-SO3H＋Ca2==（R-SO3）2Ca＋2H+ 這也是硬水軟化的原理。
2、陰離子交換膜（簡稱陰膜） 膜體中含有鹼性活性基團，它能選擇性透過陰離子而不讓陽離子透過。這結活性基團主要有：季銨基、伯胺基、促胺基、叔胺基等。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
R-N（CH3）3OH＋Cl- ====R-N（CH3）3Cl＋OH-
3、特種膜 它包括由陽、陰離子活性基團在一張膜內均勻分布的兩性離子交換膜，帶正電荷的膜與帶負電荷的膜兩張貼在一起的復合離子交換膜（亦稱雙極性膜），還有部分正電荷與部分負電荷並列存在於膜的厚度方向的鑲嵌離子交換膜，以及在陽膜或陰膜表面上塗一層陰離子或陽離子交換樹脂的表面塗層膜等