离子交换原理 离子交换膜原理过程分析

导语：离子交换膜技术是当今世界的一个重大发明，推动了科技的发展，推动了人类社会的进程，离子交换膜的运用非常广泛，不仅运用到医学界，学术界，还有生物制药界等，这项技术的发现在很大程度上造福了人类，让人民的生活更加的方便便捷，该技术的出现，让以前很多不能解决的问题现在却迎刃而解，可是离子交换膜原理究竟都有什么呢?接下来小编将为大家具体的介绍离子交换膜原理。

目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究,80年代开始用于工业化生产。

离子交换膜原理构成要素

1，离子交换膜电解槽主要由阳极,阴极,离子交换膜,电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。

2，电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛,钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。

离子交换膜原理过程

1，阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-,OH-和气体则不能通过.这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

2，精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室.通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2.电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。

原理

1，电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙,Ca2+,Mg2+,Fe3+,SO42-杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制。

2，精制食盐水时经常加入BaCl2,Na2CO3,NaOH等,使杂质成为沉淀过滤除去,然后加入盐酸调节盐水的pH.例如:

3，为了除去SO42-,可以先加入BaCl2溶液,然后再加Na2CO3溶液,以除去过量的Ba2+:

Ba2++SO4-6=BaSO4↓

CO32-+Ba2+=BaCO3↓

这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+,Mg2+等金属离子,由于这些阳离子在碱性环境中会生成沉淀,损坏离子交换膜,因此该盐水还需送入阳离子交换塔,进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2+,Mg2+等.这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了.

离子交换膜法制碱技术具有设备占地面积小,能连续生产,生产能力大,产品质量高,能适应电流波动,能耗低,污染小等优点,是氯碱工业发展的方向.

以上就是小编为大家介绍有关离子交换膜原理，看完这篇文章，相信大家对离子交换膜原理有了一定的了解吧，21世纪人们更加注重高科技技术的发展和创新，特别是对离子交换膜的发现更有了质的飞跃，人们现在利用离子交换膜原理应用到医学界，比如为病人做渗析手术，解决了以前不能解决的医学问题，造福了人类，离子交换膜原理应用广泛，得到广大学者和用户的一致好评。