9.5 其它膜分离 电渗析 电 渗 析 过 程 原 理 示 意 图.

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1 9.5 其它膜分离 电渗析 电 渗 析 过 程 原 理 示 意 图

2 式中：Ji是离子i的迁移速度[mol/(cm2s)]；Ci是离子i 浓度(mol/ cm3)；Vx是流体在x方向上的平均速度，取流体重心的运动速度(cm/s)；x是x方向上的距离(cm)；Di是离子i的扩散系数(cm2/s)；fi是离子i的活度系数；Zi是离子i的价数；F是法拉第数(96500)；R是气体常数[=8.314J/(molC)]；T是溶液的绝对温度(K)；是电位(V)。

3 阴膜的浓差极化示意图 (a)末通电；(b)正常运转；(c)极化

4 常用的阴阳离子交换膜的结构有三种：异相离子交换膜、均相离子交换膜、半均相离子交换膜。异相离子交换膜是用粉状离子交换树脂与黏合剂混炼、拉片并加网热压制成。异相膜具有较好的化学性能和机械性能，但电化学性能较差。均相离子交换膜是将单体浇注聚合，以切削法成膜，再导入离子活性基团或将含有活性交换基团的线性聚合物溶解，以流延法挥发溶剂成膜。均相膜具有制造方便、电化学性能好、适用性广等优点

5 半均相膜的结构及性能均处于异相膜和均相膜之间。它的制备方法借鉴了异相膜和均相膜的制备工艺。
隔室内湍流流体中的浓度分布示意图

6 各种电渗析器的组装方式示意图 （a）一级一段并联；(b)二级一段并联； (c) 一级二段串联；(d)二级二段串联

7 电渗析应用:目前电渗析已是一种相当成熟的膜分离技术，主要用途是苦咸水淡化、生产饮用水、浓缩海水制盐、以及从体系中脱除电解质。它是目前所有膜分离过程中唯一涉及化学变化的分离过程。在许多领域与其它方法相比，它能有效地将生产过程与产品的分离过程融合起来,具有其它方法不能比拟的优势。比如新出现的四室电渗析器提取乳酸新技术，不但将乳酸从发酵液中分离出来，

8 同时将它由钙盐转化成了酸的形式.与传统工艺相比工序简单、耗能少/产率高。因此电渗析在节能和促进传统技术的升级方面具有很大的潜力。

9 促进传递 偶合传递可分成两类： —同向偶合传递，两种组分沿同一方向传递 —反向偶合传递，两种组分沿相反方向传递 促进传递示意图

10 两类液膜的制备示意图 （a）乳化液膜（ELM）；(b) 支撑液膜（SLM）

11 促进传递应用:载体介质传递的载体种类很多，选择性和传质速率很高，可用于阳阴离子、有机分子、气体分子的分离。如Cu2+、Hg2+、Ni2+、Cd2+等阳离子和NO3-、Cr2O72-等阴离子均可用液膜有效回收。在液膜的形成、分散、溶胀、渗漏、稳定性、渗透性、传递过程和机理，促进传递、支撑液膜、各种应用试验以及投资和成本的预估等各个方面都进行了广泛和深入的研究。在湿法冶金和废水治理方面进行了一些初步试验应用。我国自70年代中开始，在这方面也进行了较深入的

12 研究，在含酚废水和含金废水处理和回收方面进行了扩大试验，表明了液膜应用的潜力。今后主要应在实用化上多做工作，特别是促进传递方面。在环境废水处理和湿法冶金中，它也有着广泛的用武之地。此外在多种气体的脱除，有机化合物的分离，废水中除酚等领域均可应用促进传递技术。由于促进传递过程中络合配体的高度专一性使得在分析样品中待测离子的预富集和化学传感器中也得到了广泛的关注。由于这一过程还发展的不完善，目前还未大规模进入应用。