雙極膜是一種的離子交換復合膜,它通常由陽離子交換層(N 型膜)、中間界面親水層(催化層) 和陰離子交換層(P 型膜) 復合而成。中間界面層的厚度為納米級,在直流電場作用下,中間界面層的水發生解離,在膜兩側分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特點 , 將雙極膜與其他陰陽離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統,能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉化為對應的酸和堿,這種方法稱為雙極膜電滲析法。雙極膜技術改變了傳統工業分離和制備過程,雙極膜電滲析法不僅用于制備酸和堿,若將其與單極膜巧妙地組合起來,在資源回收、化工生產和污染控制等方面均有廣泛應用。
雙極膜通常是由陰、陽離子交換層復合而成的復合型離子膜
雙極膜基本原理
在雙極膜兩邊加上電壓時(陰膜面朝向正極,陽膜面朝向負極),陰、陽膜復合層間的H2O解離成OH-和H+,并分別通過陰膜和陽膜,作為H+和OH-離子源。
雙極膜的應用
1、含氟廢液的處理及有價氟的回收
在氟碳工業及鈾工業(UF6)的生產中,排放的廢氣廢水中含有的氟和有機酸的質量分數是50~500×10-6,通常需要用KOH中和才能除去,結果生成的KF溶液含有許多重金屬(如鈾、砷等)和微量放射性物質,還需用Ca(OH)2與KF反應再生KOH并生成不溶性的廢料。這種方法導致有價氟的損失,且給用戶留下如何處理含放射性物質的Ca(OH)2廢料問題,如果采用雙極膜電滲離解技術可直接將KF轉化為HF和KOH,不僅能回收高價值的氟,且可避免石灰的使用,并減少廢渣的處理量。
2、雙極膜用于酸、堿廢液的凈化和回收
工業生產會產生很多酸堿廢液,如離子交換樹脂再生廢液、酸洗廢液、鉛蓄電池廢液、造紙廠廢液等。為減輕對環境的污染,這些廢液必須經過必要的處理才能排放,但處理工藝復雜,資金耗費大。雙極膜電滲析工藝為這類廢液的處理提供了一種很好的解決辦法。
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