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离子交换膜海水淡化

发布时间:2022-04-04 14:38:00

㈠ 高分子分离膜如何淡化海水

由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层,在压力差、浓度差或电位差的推动力下,借流体混合物中各组分透过膜的速率不同,使之在膜的两侧分别富集,以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。单位时间内流体通过膜的量(透过速度)、不同物质透过系数之比(分离系数)或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。分离膜只有组装成膜分离器,构成膜分离系统才能进行实用性的物质分离过程。一般有平膜式、管膜式、卷膜式和中空纤维膜式分离装置。
[编辑本段]沿革
早在20世纪初已有用天然高分子或其衍生物制透析、电渗析、微孔过滤膜。1953年,美国C.E.里德提出了用致密的醋酸纤维素制的膜将海水分离为水和盐,当时由于水的透过速度极小而未能实用。1960年S.洛布和S.索里拉金成功地开发了各向异性的不对称膜的制备方法。由于起分离作用的活性层极薄,流体通过膜的阻力小,从而开拓了高分子分离膜在工业上的应用。之后出现了中空纤维膜,使高分子分离膜更适于工业用途。70年代以来,气体分离膜、透过蒸发膜、液体膜以及生物医学用膜的研究,开拓了高分子分离膜应用新领域。
[编辑本段]分类
高分子分离膜可按结构分为:①致密膜,膜中无微孔,物质仅从高分子链段之间的自由空间通过;②多孔质膜,一般膜中含有孔径为0.02~20μm的微孔,可用于截留胶体粒子、细菌、高分子量物质粒子等;③不对称膜,由同一种高分子材料制成,膜的表面层与膜的内部结构不相同,表面层为0.1~0.25μm薄的活性层,内部为较厚的多孔层;④含浸型膜,在高分子多孔质膜上含浸有载体而形成的促进输送膜和含有官能基团的膜,如离子交换膜;⑤增强膜,以纤维织物或其他方式增强的膜。
按膜的分离特性和应用角度可分为反渗透膜(或称逆渗透膜)、超过滤膜、微孔过滤膜、气体分离膜、离子交换膜、有机液体透过蒸发膜、动力形成膜、镶嵌带电膜、液体膜、透析膜、生物医学用膜等多种类别。
[编辑本段]主要材料
最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来,又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(见芳香族聚酰胺纤维)、聚四氟乙烯(见氟树脂)、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物(见聚合物)也越来越多地被用于制分离膜,使其具有单一均聚物所没有的特性。制备高分子分离膜的方法有流延法、不良溶剂凝胶法、微粉烧结法、直接聚合法、表面涂覆法、控制拉伸法、辐射化学侵蚀法和中空纤维纺丝法等。
[编辑本段]应用
对近沸点混合物、共沸混合物、异构体混合物等难以分离的混合物体系,以及某些热敏性物质,能够实现有效的分离。采用反渗透法进行海水淡化所需能量仅为冷冻法的1/2,蒸发法的1/17,操作简单,成本低廉。因此,反渗透法有逐渐取代多级闪蒸法的趋势(见表)。膜分离用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒等食品工业中,因无需加热,可保持食品原有的风味。采用高分子富氧膜能简便地获得富氧空气,以用于医疗。还可用于制备电子工业用超纯水和无菌医药用超纯水。用分离膜装配的人工肾、人工肺,能净化血液,治疗肾功能不全患者以及作手术用人工心肺机中的氧合器等。80年代以来,高分子分离膜正在向高效率、高选择性、功能复合化及形式多样化的方向发展。不对称膜和复合膜的制备以及聚合物材料的超薄膜化等的研究十分活跃。膜分离技术在新能源、生物工程、化工新技术等方面已显示出它的潜力。

㈡ 海水淡化的方法有多种,如蒸馏法、电渗析法等。电渗析法是一种利用离子交换膜进行离子交换的方法,其原理

D

㈢ 电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示.其中具有选择性的阴离子交换膜和阳

(1)海水中含有复海水制中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时阴极附近生成氢氧根离子,导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜,从而抑制离子通过,导致电渗析法失败,
故答案为:海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜;
(2)在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,①室离子浓度变小,②室离子浓度不大,离子浓度大的为浓水,所以浓水在B处排出,淡水在A处排出,
故答案为:淡水.

㈣ 电解海水(NaCl)利用离子交换膜进行海水淡化的方法的原理是什么

首先,电解海水目的是为了制取烧碱
和氯气
那么在阴极区存在大量OH-
所以要将Na+交换到OH-富集的区域内以便提纯
阳极区Cl-变成Cl2跑出去必要补充CL-以便继续电解成为Cl2

㈤ 海水淡化的科学方法,过程详细

电渗析法:水中的离子在直流电场的作用下,可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法,主要用于溶胶的提纯,电流效率很低。到了20世纪50年代初,由于选择性离子交换膜向世,才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。脱盐用的选择性离子交换膜有两种:①阳膜,只允许阳离子透过的阳离子交换膜;②阴膜,只允许阴离子透过的阴离子交换膜。使阴膜和阳膜交替排列,中间衬以隔板(其中有水流通道),夹紧之后,在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置。

㈥ 离子交换膜

初中和高中学的是选择透过性膜 也就是说只让某个离子和水分子透过的膜

下面是离子交换膜的一些相关资料

离子交换膜

ion exchange membranes

一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。

按其功能和结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合膜5种。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同,但为膜的形式。

离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜,然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等,在膜内聚合成高分子,再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。②非均相膜。用粒度为200~400目的离子交换树脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合后加工成膜制得。为免失水干燥而变脆破裂,须保存在水中。

离子交换膜主要应用于海水淡化,甘油、聚乙二醇的除盐,放射性元素、同位素及氨基酸的分离,有机物及无机物纯化,放射性废液处理,燃料电池隔膜及选择性电极等。

㈦ 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示.已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、

(1)阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过专,隔膜A和阳极相连属,阳极是阴离子放电,所以隔膜A是阴离子交换膜,
故答案为:阴;
(2)通电后,a电极为阳极,阳极是氯离子放电,生成氯气,其电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑;
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)通电后,b电极为阴极,阴极区是氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,和钙离子,镁离子形成沉淀,
故答案为:产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀.

㈧ 电渗析法是一种常用海水淡化的方法,使用到的离子交换膜只有阳离子交换膜对吗

㈨ 海水淡化的方法有多种,如蒸馏法、电渗析法等.电渗析法是一种利用离子交换膜进行离子交换的方法,其原理

A、阴离子交来换膜只允许阴离源子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜B和阴极相连,阴极是阳离子放电,所以隔膜B是阳离子交换膜,故A错误;
B、电解过程中阳离子移向阴极,故B错误;
C、a电极和电源正极相连是电解池的阳极,溶液中氯离子先放电,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故C错误;
D、b电极氢离子放电生成氢气,电极附近氢氧根离子浓度增大,结合镁离子生成白色沉淀,故D正确;
故选D.

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