离子交换淡化海水原理

❶ 海水为什么可以淡化，这个是用了什么科学技术

哥本哈根大学化学系的一位化学家Jiwoong Lee发明了一种尖端绿色技术，利用二氧化碳将海水转化为饮用水，时间仅需短短几分钟。计划中的这种海水淡化技术以二氧化碳替代电力，可将其用于人们缺乏清洁饮用水地区的生存装备和大型工业厂房。

全世界有8亿多人无法获得清洁饮用水。根据联合国的数据，，这一数字将增加到33亿。由于海水已经是世界上许多地方的重要饮用水来源，因此寻找更智能的海水淡化方法的需求与日俱增。

现代海水淡化面临的基本挑战之一是能源消耗。海水淡化厂需要使用大量的化石燃料产生的电力，这样一来反而造成了更严重的气候变化。

目前，这项技术需要在较小的范围内进行测试，实验装备是一种内置特殊设计的过滤器的水瓶，这些水瓶可用于救生艇或作为户外活动的装备。CowaTech与工程公司Kapacitet A/S合作，已经生产了一个原型瓶，将在2-3个月内完成。

从长远来看，我们的目标是在更大的范围内应用该技术，作为当今海水淡化厂的替代品。计划是将该技术用于补充反渗透工厂--目前市场上占主导地位的海水淡化方法。这样做，CowaTech预计能够减少50%的能源消耗。

❷ 什么是海水淡化，原理是什么，请简单点

海水淡化即海水脱除盐分变为淡水的过程，主要方法有四种：
热能法（蒸馏法和冷冻法）、
机械能法（压透析法和反渗透法）、
电能法（电渗析法）
化学能法（溶媒抽出法和离子交换法）。
常用的海水淡化法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法。

❸ 用电渗析法淡化海水原理

原理

电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。

结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩，水便得到了净化。

(3)离子交换淡化海水原理扩展阅读：

海水淡化的其他方法

1、冷冻法

冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。

2、蒸馏法

海水淡化法工艺之冰—盐水是一固液系统普通的分离方法均可使冰—盐水得到分离，但分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。

3、反渗透法

反渗透法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。

❹ 海水淡化的原理是啥

内容：抄
海水中有大量的盐。能不能从浩瀚的海洋中去除盐份，提取出淡水呢？海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海的时代，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。时至今日，海水淡化的方法虽然有了数百种之多，生产出的淡水也风味各异，但以经济合算的标准衡量，仍然不尽如人意。

除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程叫海水淡化，亦称海水脱盐。海水淡化的方法，基本上分为两大类：（1）从海水中取淡水，有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。（2）除去海水中的盐分，有电渗拆法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。早在15世纪部分船舶就曾经以简易的蒸馏装置来解决船舶在长期航行中的淡水供应问题。20世纪50年代以来，随着工农业的发展和城市人口的增加，淡水供应逐渐紧张，造成有些沿海城市严重缺水。因此，提高海水淡化的技术便成为开发新水源的重要途径之一。

❺ 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。

❻ 离子交换树脂在海水淡化中的应用高分求助！

用树脂淡化海水的原理正如一楼所说的，就是将海水中的盐分交换出来，转化成水分版子。由于海水权含盐量比较大，所以树脂再生会很频繁，是个很麻烦的事情。
离子交换树脂是一种介质，不能叫海水淡化剂，如果以此原理制作海水淡化剂似乎有点不合适，如果采用沉淀的原理或者吸附原理来制作海水淡化剂似乎是个不错的想法，不过理论上似乎很难，基本行不通。目前本人觉得还是采用反渗透法性价比比较合理。

❼ 海水通过离子交换树脂，以除去所含离子的原子的原理是什么

机理通常是：
所需除去的离子，与离子交换树脂中的化合物反应，所需要除去的离子被交专换树脂吸附，属原离子交换树脂中的离子进入溶液
例如季铵型阴离子交换树脂：X-+R4NOH===R4NX+OH-
离子交换树脂再生的办法就是用含有原来离子的浓溶液冲洗

❽ 海水淡化技术是怎么发展的

古时候，当人们在茫茫大海上艰难地航行，面临着淡水告罄的威胁时，人们多么希望能有一个圆桶似的宝贝，只要将它往海里一放，那苦涩的海水就变成甘甜的淡水“咕咚咕咚”往上冒，让干渴的船员们喝个饱。最先提出这个大胆而美妙的设想的，是中国宋朝一个名叫周密的人。他写了本《癸辛杂谈》，书中描写了一个会造淡水的“宝贝”的故事。

故事说，有一家杂货店放着一个奇特的东西。说它像缸，可没有底；说它像烟囱，可又太大；而且它既非竹也非木，既非金属亦非砖石。有一天，一名海船商人路过此地，发现了这一奇物。他看了又看，摸了又摸，舍不得离去。店主走来，问商人买不买此物。商人忙说：“买！你要多少银子？”店主想敲竹杠，就说：“这是我家祖传宝物，非十两银不卖。”商人二话没说，付了银子，就叫人将奇物抬走。店主纳闷，问道：“你花那么多银子买此物何用？”商人告之：“此乃一宝物，名字叫‘海井’，是一口专造淡水的井。只要将它放到海里，不愁没有淡水喝。”说完，他又取出100两银，赠给店主。

随着科学技术的发展，今天人类已造出海水淡化机，将古人“画井解渴”的美好愿望变成了现实。

我们知道，海水含盐量太高，平均在千分之三十五左右，而日常生活用水的含盐量在万分之五左右，工农业用水的含盐量有的可以稍高一些，但也不能高于千分之三。要使海水像溪水那样甘甜爽口，就要脱掉海水中的盐分。脱盐，就是人们通常所说的“海水淡化”。

海水和苦咸水淡化，可以追溯到1000多年前。那时，希腊哲学家柏拉图已经认识到，如果用植物性材料过滤苦咸水，盐就会在材料上面贮存起来。亚里士多德早已知道：由盐溶液中蒸发出来的蒸汽冷却凝成水珠以后可以饮用。另外，普利纽斯在他的《自然史》中也这样写道：“航海者在作较长时间的海上旅行时，把海水装在陶罐中，使其蒸发，在罐盖上会出现冷凝水，便可以收集利用。”后来许多的航海者，特别是在罗马的船上，缺水时，都用蒸发法来制取淡水，供人们在航行中饮用。当年罗马帝国曾经用简单的蒸馏器提取淡水供被围困在埃及亚历山大的罗马军队饮用。

历史上第一次有记录的船用淡化器是1606年在西班牙大帆船上使用的。而在船上广泛地进行海水淡化，是19世纪末。那时，蒸汽轮船发展起来了，为了满足锅炉用水和一部分饮用水的需要，轮船上普遍安装了制造淡水的蒸发器。世界上第一台固定式淡化装置，于1877年在俄国巴库建成。此后，在欧洲及其他干旱国家也相继建立。

当然，上述种种海水淡化的器具和手段，还处于“初级阶段”。采用先进的技术设备，大规模地淡化海水。是在20世纪50年代后期。据统计，到1980年6月，仅蒸馏法、反渗透法和电渗析法三种类型的海水淡化装置已达2204个，总造水量每天约727万吨。从生产淡水的用途来看，主要是解决生活用水，有的用在工业上，少数供军事需要。像科威特、沙特阿拉伯等海湾国家，淡水的主要来源，就是海水淡化。像科威特日产900吨以上的海水淡化装置就有7个，其中最大日产1.8万吨以上的海水淡化装置有4个。

蒸馏法顾名思义，就是将海水加热沸腾变成不含盐分的蒸汽，蒸汽遇冷后凝聚成水珠汇集成淡水。蒸馏法海水淡化技术研究历史较长，在供水方面应用最广、起的作用最大。据统计，1977年世界蒸馏法造水能力日产达288吨，占所有淡化法总造水能力的78％。蒸馏法装置的类型有单级闪蒸式、多级闪蒸式、薄膜竖管式、浸管式等，其中多级闪蒸式蒸馏法无论其装置数量还是其造水能力均居首位。据1977年统计结果，多级闪蒸法装置，占整个蒸馏法装置的45％，造水能力占84％。

目前，太阳能蒸馏技术已可分为直接法和间接法。直接法是太阳能直接作用于海水而立刻蒸发的方法。1982年日本冲绳建造了这样的一套装置。它的受热面积为2.97平方米，日产水量为100升，是太阳能蒸馏的一次重大突破。间接法就是把太阳能收集起来，然后再为其他的海水淡化的办法提供能源。这种方法通常与其他的办法联合使用，或者以热能的方式对海水进行蒸馏，或者利用太阳能发电，供给用电的海水淡化装置使用。

到目前为止，利用太阳能进行海水淡化的技术，所得到的淡水成本仍然比较高，主要的问题在于太阳能利用设备的投资比较大。

电渗析法为了说明它的原理，先介绍离子交换膜。离子交换膜分阳离子交换膜和阴离子交换膜两种（以下简称阳膜、阴膜）。阳膜表面带负电荷，阴膜表面带正电荷。根据同性相斥、异性相吸的原理，带负电荷的阳膜的表面排斥阴离子，而让阳离子通过；带正电荷的阴膜则恰恰相反。如果我们将阴、阳离子交换膜交替地排列成多室电渗槽，并在膜组两端配置阴、阳电极，阳极一侧以阴离子交换膜开始，阴极一侧以阳离子交换膜终止，当海水通入后，在膜组两端加上直流电压。这样，海水中的阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。由于离子交换膜对离子有选择透过的性质，那么，海水中的钠离子和氯离子作为盐溶液从膜间室中流出，脱盐的淡水也通过专门的管道流出。

这种方法关键取决于膜的发展状况。离子交换膜有的用空心纤维，有的用塑料，目前投入使用和正在研制的膜有几十种。中国从20世纪50年代就开展了对电渗析和离子交换膜的研究。目前，生产的离子交换膜质量指标接近世界先进水平，已生产出各种类型和大小不同的电渗析淡化器，全国己有400多个单位广泛使用。国家海洋局第二海洋研究所1981年研制的中国最大的电渗析淡化器，每天产淡水200吨。该装置已在中国西沙群岛投入使用，其淡化的水质符合国家规定的饮水标准，生产成本只有用水船运水成本的1/5。

反渗透法这是50年代为淡化海水而提出来的一种膜分离方法。60年代由于研制出了高通量、高脱盐率的不对称醋酸纤维素膜，使反渗透法达到了工业应用程度。要弄清什么是反渗透还得先从渗透说起。把淡水和盐水分别置于一张半透膜两侧，这种半透膜只允许水分子通过，而不允许其他分子通过，盐分子也不例外。在正常条件下，淡水就穿过半透膜向盐水一侧流动，这就是渗透。在渗透的过程中，盐水液面逐渐升高，压力逐渐加大，淡水液面则逐渐降低，压力逐渐减小，这种现象一直要持续到盐水侧的压力比淡水侧的压力高到一定程度为止。这时，由于盐水侧的压力很高，淡水侧的水分子已无力渗透过去，只得作罢。这时两边的压力差就是所谓的渗透压。

如果在盐水的液面上施加一个比渗透压还大的压力，结果会怎么样呢？无疑，盐水中的水分子将向相反方向，即向淡水一侧流动，以致使淡水液面高出盐水液面。这就是反渗透。用这种原理淡化海水的方法叫反渗透法。这种方法工艺流程简单，耗能很少，虽然1953年才问世，却已受到普遍的重视。在沙特阿拉伯，也有这种类型的海水淡化厂。

反渗透膜是反渗透淡化器的心脏，目前，主要有醋酸纤维素及其衍生物膜、芳香聚酰胺膜及其他有机无机材料膜等。随着反渗透膜的发展，现今反渗透淡化装置主要有四种类型：板式、管式、螺旋卷式、空心纤维式。这四种装置中，螺旋卷式和空心纤维式装置单位体积产水量较多，适于建造大规模装置；其次是管式装置，发展也很快。一个大型的反渗透海水淡化厂，要安装很多个这样的膜卷。像美国为沙特阿拉伯吉达港建成的反渗透海水淡化厂，共安装了4032个膜卷，日产淡水1.2万多吨。到1980年6月，世界上日产95吨以上淡水的反渗透淡化装置就有929个，日产淡水约148万吨。当今美国和日本海水淡化研究的重点是发展反渗透法。相信不久的将来，反渗透法有可能与蒸馏法相媲美。

❾ 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．

❿ 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