利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質粒子(如離子)的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時,溶液中的帶電的溶質粒子(如離子)通過膜而遷移的現象稱為電滲析。利用電滲析進行提純和分離物質的技術稱為電滲析法,現在廣泛用于化工、輕工、冶金、造紙、醫藥工業,尤以制備純水和在環境保護中處理三廢*重視,例如用于酸堿回收、電鍍廢液處理以及從工業廢水中回收有用物質等。
電滲析過程是電化學過程和滲析擴散過程的結合;在外加直流電場的驅動下,利用離子交換膜的選擇透過性(即陽離子可以透過陽離子交換膜,陰離子可以透過陰離子交換膜),陰、陽離子分別向陽極和陰極移動。離子遷移過程中,若膜的固定電荷與離子的電荷相反,則離子可以通過;如果它們的電荷相同,則離子被排斥,從而實現溶液淡化、濃縮、精制或純化等目的。
電滲析使用的半滲透膜其實是一種離子交換膜。這種離子交換膜按離子的電荷性質可分為陽離子交換膜(陽膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質水溶液中,陽膜允許陽離子透過而排斥阻擋陰離子,陰膜允許陰離子透過而排斥阻擋陽離子,這就是離子交換膜的選擇透過性。在電滲析過程中,離子交換膜不像離子交換樹脂那樣與水溶液中的某種離子發生交換,而只是對不同電性的離子起到選擇性透過作用,即離子交換膜不需再生。電滲析工藝的電極和膜組成的隔室稱為極室,其中發生的電化學反應與普通的電極反應相同。陽極室內發生氧化反應,陽極水呈酸性,陽極本身容易被腐蝕。陰極室內發生還原反應,陰極水呈堿性,陰極上容易結垢。
由于新開發的荷電膜具有更高的選擇性、更低的膜電阻、更好的熱穩定性相化學穩定性以及更高的機械強度、使電滲析過程不僅限于應用在脫鹽方面,而且在食品、醫藥及化學工業中,電滲析過程還有許多其他的工業應用,如工業廢水的處理,主要包括從酸液清洗金屬表面所形成的廢液中回收酸和金屬;從電鍍廢水中回收重金屬離子;從合成纖維廢水中回收硫酸鹽;從紙漿廢液中回收亞硫酸鹽等。用于食品工業中,如牛奶脫鹽制嬰兒奶粉;用于化學工業分離離子性物質與非離子性物質;在臨床治療中電滲析可作為人工腎使用等
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