離子交流膜是一種含有離子基團(tuán)的聚合物膜,對溶液中的離子具有選擇性的浸透性。 由于通常在應(yīng)用中運(yùn)用其離子選擇性浸透膜,因而也稱為離子選擇性浸透膜。 依據(jù)功用和構(gòu)造的不同,離子交流膜可分為五類:陽離子交流膜,陰離子交流膜,兩 性 交流膜,鑲嵌離子交流膜和聚電解質(zhì)復(fù)合膜。 離子交流膜的構(gòu)造與離子交流樹脂的構(gòu)造相同,只是膜的方式。 依據(jù)膜構(gòu)造(或制造工藝)的不同,離子交流膜分為三種:異質(zhì)膜,均質(zhì)膜和半均質(zhì)膜。 無論是均質(zhì)膜還是異質(zhì)膜,它都會失去水分,并在空氣中變脆或決裂,因而必需將其存儲在水中。
離子交流膜的原理:
像粒狀離子交流樹脂一樣,離子交流膜中的官能團(tuán)會在水溶液中解離,從而向四周溶液中產(chǎn)生正(或負(fù))離子,從而使膜帶有負(fù)(或正)電荷,從而 堅(jiān)持電中性,膜將在外部溶液中吸收陽離子(或陰離子)離子。 經(jīng)過膜的解離和吸收的整個過程,外部溶液中的陽離子(或陰離子)離子能夠選擇性地從膜的一側(cè)浸透到另一側(cè)。 它不會或很少會允許溶液中的離子與膜具有相同的離子浸透。 假如運(yùn)用陰離子交流膜,由于膜孔骨架上帶正電的基團(tuán)構(gòu)成強(qiáng)正電場,因而僅準(zhǔn)陰離子能夠穿透,而陽離子則不能穿透。
同時在陽極區(qū)域產(chǎn)生的H不能進(jìn)入陰極區(qū)域。 關(guān)于溶液中的各種反電離子,由于它們在膜中的擴(kuò)散系數(shù)不同(例如,不同的水合離子半徑)以及膜中的間隙對離子的篩分才能不同,因而能夠運(yùn)用離子交流膜 用于別離的是應(yīng)用這種選擇性的浸透性。 從上述膜的工作原理來看,外部溶液與膜之間的離子轉(zhuǎn)移不是真正的離子交流,而是選擇性滲析。 兩者的工作原理十分不同。 粒狀離子交流樹脂的運(yùn)用需求分為吸附,浸出(解吸)和再生的步驟。 離子交流膜不需求再生和其他步驟,并且能夠連續(xù)起作用。 同時,兩個工業(yè)應(yīng)用也有很大不同。 前者主要用于類似元素的富集和別離,后者主要用于透析和電滲析。 并作為隔閡在電解過程中運(yùn)用。