阴阳离子交换膜
然后我们以阳膜为例,介绍一下离子交换膜选择透过性的机理:
阳离子交换膜结构
在阳膜中有高浓度的带负电的固定离子,这些固定离子是与基膜相结合的,因为电中性的原因,这些负电荷会被周围流动的反离子(正离子)平衡;由于静电的相斥作用,阳膜中的固定离子将会阻止同电荷离子(负离子)进入阳膜内。
因此在电渗析的过程中,只有反离子才可能会在电场的作用下进入膜内,然后移动并渗透通过膜,而膜内可移动的同电荷离子的浓度则很低。
以上机理的主要内容,也就是英国物理化学家Donnan(译作道南或唐南)在1911年论述的Donnan排斥效应。离子交换膜则是以这种效应为基础,选择性的让离子通过。
作为离子交换膜重要的性质,还是以阳膜为例,我们再看一下选择透过性的表征方式:
阳膜的选择透过性表征方式
如果想要较高的选择透过性,那么需要t ‘=1,即P =100%但是这个要求太过于理想化了,毕竟现实很骨感,一般来说,实际使用中阳膜对阳离子选择透过率>0.9,对阴离子的选择透过率<0.1就可以了。
电渗析器的构造与组装电渗析器构造
说完了电渗析的原理和交换膜的分离特性之后,我们再来看一下电渗析器的构成。电渗析器的主体包括膜堆、极区和紧固装置:
电渗析器的构成
除此之外,还有一些诸如料液槽、直流电源、水泵及预处理设备等附属设备。
下面是电渗析器的结构示意图: