雙極膜制酸堿是一種新型的離子交換復(fù)合膜，它通常由陽離子交換層(N型膜)、界面親水層(催化層)和陰離子交換層(P型膜)復(fù)合而成。該膜的特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)的作用下，催化層間的H2O解離成H和OH-并分別通過陰膜和陽膜，作為H和OH-離子源。利用這一特點(diǎn)，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(tǒng)，能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸和堿。
雙極膜制酸堿的特點(diǎn)：
1、在低電壓下將水分裂為酸(H+)和堿(OH-)。
2、因沒有電極反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。
3、采用單一工序從無機(jī)鹽、有機(jī)酸鹽生成酸和堿。
4、可調(diào)節(jié)溶液的PH值。
5、與電解法不同，由于每個(gè)槽不需要電極，因此所產(chǎn)生的氣體很少。
6、可以減少?gòu)U液量。
6、由于無需再生工序，因此可以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
雙極膜制酸堿是一種新型的離子交換膜，通常由3個(gè)部分即陰離子選擇性層(AEL)、陽離子選擇性層(CEL)和中間界面層(催化層)復(fù)合而成。
不同于傳統(tǒng)離子交換膜的分離特性，當(dāng)雙極膜兩端施加反向電壓時(shí)，陰陽離子交換層中的離子將分別通過陰、陽層向主體溶液遷移，由于固定電荷基團(tuán)的靜電排斥，溶液中同離子滲透進(jìn)入離子交換層被阻止。于是BPM中間界面層出現(xiàn)了一個(gè)狹窄區(qū)域，該區(qū)域產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)108V/m。
此時(shí)，水分子快速解離生成H+和OH–，遷移到主體溶液之中，消耗的水分子通過擴(kuò)散作用由膜外溶液向中間界面層補(bǔ)充，水解離的速率為常規(guī)水解離速率的5×107倍。
目前對(duì)水解離的機(jī)理還沒有一致的共識(shí)，用于描述水解離的模型主要有第二效應(yīng)模型、化學(xué)反應(yīng)模型以及中間層模型，其中以第二效應(yīng)模型和化學(xué)反應(yīng)模型應(yīng)用較為廣泛。
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