电渗析教学文稿.ppt

电渗析;阳离子交换膜：含有酸性活性基团，可解离出阳离子

对阳离子具有选择透过性，简称为阳膜

阴离子交换膜：含有碱性活性基团，可解离出阴离子

对阴离子具有选择透过性，简称为阴膜;二、离子交换膜的组成;

磺酸型阳膜的活性基团一SO3H的离解

R一SO3一一H+

季胺型阴膜的活性基团一N(CH3)3OH的离解

一CH2N+(CH3)3一OH－

产生的H+和OH—进入水溶液中，膜上留下一定电荷的固定基团，它可吸附溶液中的正离子和负离子，这些离子是可移动的。;膜中主体组分又可分为均相膜、异相膜

均相膜

主体组分中各成分以分子状态均匀分布，不存在相界面

异相膜

通过粘结剂把粉状树脂制成片状膜，树脂与粘结剂等组分间存在相界面;三、离子交换膜的制备

（一）异相膜的制备;异相膜制备配方;工艺流程和成膜条件;粒状聚氯乙烯

∣二氯乙烷

溶胀

∣

悬浮聚合

∣

白球

┌───┴───┐

∣H2SO4∣氯甲醚

磺化氯化

∣∣

磺酸氯型树脂季铵型树脂

∣NaOH处理∣HCl处理

磺酸钠型树脂季铵氯型树脂

└───┬───┘

混炼

∣

拉片

∣

加网热压

┌─┴─┐

阳膜阴膜

;（二）均相膜的制备;2.制成膜后导入离子交换基团

如纤维素、聚乙烯醇，它们含有多羟基，能进行酰化和酯化反应使离子交换基团直接导人膜内。又如聚苯乙烯、聚氯乙烯、氯化聚醚、聚乙烯亚胺、丁苯乳胶、氯醇橡胶等先制成聚合物薄膜，再导入离子交换基团，成为离子交换膜。

如氯磺化聚乙烯膜碱化制得阳膜。氨化、氯甲基化可制成阴膜。

;3.高聚物中导人离子交换基团后再成膜

如聚砜或聚醚砜经磺化后制成磺化聚砜和磺化聚醚砜，把磺化后聚醚砜溶于二甲基甲酰胺中，涂于网布上，待溶剂挥发后即成阳膜。

;四、离子交换膜的主要性能指标;2.含水量

每克干膜所含水的克数(％)

(膜的含水量与其交换容量和交联度有关)，

一般膜的含水量约为20％—40％左右

3.膜电阻

常用面电阻表示，其单位为Ω?cm2。也可用电阻率(Ω?cm)或电导率(Ω—l·cm—1)来表示。

膜电阻影响电渗析器工作时,所需要的电压和电能消耗。一般在不影响其他性能的情况下电阻越小越好。

通常以25℃，于0.1mol／LKCl溶液或0.1mol／LNaCI溶液中测定的膜电导作为比较标准;五、电渗析工作原理－－示意图;在淡化室中通入含盐水，接上电源，溶液中带正电荷的阳离子，在电场的作用下，向阴极方向移动到阳膜，受到膜上带负电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入右侧的浓缩室。带负电荷的阴离子，向阳极方向移动到阴膜，受到膜上带正电荷的基团的异性相吸引的作用而穿过膜，进入左侧的浓缩室。淡化室盐水中的氯化钠被除去，得到淡水，氯化钠在浓缩室中浓集。;离子交换膜的选择透过性;2.静电作用：

离子交换膜上分布着大量带电荷的基团。因此，膜内构成强烈的电场：阳膜为负电场；阴膜为正电场。

根据静电效应的原理，膜与带电离子将发生同电性相斥，异电性相吸的静电作用。结果是阳膜只能选择吸附阳离子，阴膜只能选择吸附阴离子。它们都分别排斥与各自电场性质相同的同名离子。对于两性膜，因为它们同时存在正、负电场，对阴、阳离子选择透过能力就取决于正负电场之间强度的大小。;3.扩散作用：