黑龙江电渗析实验装置设备型号 「今科仪器」拆装方便

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电渗析膜(离子交换膜)介绍
一.离子交换膜是电渗析器的重要组成部分,按其选择透过性能,主要分为阳膜与阴膜、按其膜体结构,可区分为异相膜、均相膜、半均相膜3种。异相膜的优点是机械强度好、价格低,缺点是膜电阻大、耐热差、透水性大。均相膜则相反。
异相模通常是具有交换基团的聚合电解质(树脂)与成膜材料(粘合剂)粘合生成薄膜，井加入衬网而制成。这种膜中的聚合电解质并不是连续的，它的化学性能不均匀，如下图所示，在膜和电解质之间为成膜材料所充满，故叫异相膜，膜中离子 的迁移或靠聚合电解质颗粒之间的接触，或借颗粒之间存在的溶液，成当两者同时存在时发生。
均相膜指整张膜完全是按离子交换树脂的制造工艺制成的，是将树脂的母体连接起来，成为连续的膜状物，在这种膜中聚合电解质和成膜材料之间发生了化学结合而成为共聚体。
半均相膜的聚合电解质与成膜材料混合得十分均匀，它的化学性能的均匀性可以大为提高，但两者之间没有化学结合。

电渗析基本工作原理是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。
电渗析装置通常由离子交换膜、电和夹紧装置三部分组成。电渗析过程的实质是电解质离子在两股液流间的传递，其中一股液流失去电解质，成为淡化液，另一股液流得到电解质，成为浓缩液。因此，电渗析过程脱盐溶液中的离子以两个基本条件为依据：
1. 在直流电场的作用下，使溶液中的阴、阳离子作定向移动;
2. 离子交换膜的选择透过性使溶液中的离子作反离子迁移。
电渗析工艺的电和膜组成的隔室称为室，其中发生的电化学反应与普通的电反应相同。阳室内发生氧化反应，阳水呈酸性，阳本身容易被腐蚀。阴室内发生还原反应，阴水呈碱性，阴上容易结垢。

电渗析器利用电渗析原理进行脱盐或处理废水的装置，称为电渗析器。
电渗析器的构造它由膜堆、区和压紧装置部分构成。
（1）膜堆：其结构单元包括阳膜、隔板、阴膜，一个结构单元也叫一个膜对。一台电渗析器由许多膜对组成，这些膜对总称为膜堆。隔板常用l～2mm的硬聚氯乙烯板制成，板上开有配水孔、布水槽、流水道、集水槽和集水孔。隔板的作用是使两层膜间形成水室，构成流水通道，并起配水和集水的作用。
（2）区：区的主要作用是给电渗析器供给直流电，将原水导入膜堆的配水孔，将淡水和浓水排出电渗析器，并通入和排出水。区由托板、电、框和弹性垫板组成。电托板的作用是加固板和安装进出水接管，常用厚的硬聚氯乙烯板制成。电的作用是接通内外电路，在电渗析器内造成均匀的直流电场。阳常用石墨、铅、铁丝涂钉等材料；阴可用不锈钢等材料制成。框用来在板和膜堆之间保持一定的距离，构成室，也是水的通道。框常用厚5～7mm的粗网多水道式塑料板制成。垫板起防止漏水和调整厚度不均的作用，常用橡胶或软聚氯乙烯板制成。
（3）压紧装置：其作用是把区和膜堆组成不漏水的电渗析器整体。可采用压板和螺栓拉紧，也可采用液压压紧。

传统电渗析技术:
电渗析( electrodialysis , ED )装置由直流电场和多对离子交换膜组成,在阴和阳之间交错放置了数对阴离子交换膜( AEM )和阳离子交换膜(CEM) , 其
内部利用隔离垫片来分离,在靠近电处电解质溶液循环通过电室形成电冲洗室。
电渗析技术基本原理为:利用离子交换膜的选择透过性,在外加直流电场的作用下使阴阳离子定向迁移选择性过膜,在由离子交换膜形成的隔室内交替形成浓水室
和淡水室实现脱盐目的。
电渗析装置通常由离子交换膜、电源、材料(垫片、电、密封垫片)组成。装置中电通常由钛、氧化铝、石墨等碳材料制成。
装置中离子交换膜由活性离子交换基团、固定官能团和疏水底物组成，具有选择透过性,根据膜结构中的固定电荷属性分为阳离子交换膜和阴离子交换膜。
电渗析传质过程复杂涉及参数多,难以从实验角度对其进行深入的研究,因此近年来相关科研人员尝试通过模拟电渗析中的物质分离过程及物质传递过程优化
电渗析工艺，电渗析的传质过程包括浓差*化现象、离子交换膜间对流传递、离子 定向或过膜的电迁移传递和扩散传递、电解质膜平衡等过程。
用于描述电渗析传质过程的较常见模型为Nernst-Planck模型和Maxwell-Stefan模型,分别适用于单和多电解质体系。
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