離子交換膜分離的特點

A. 離子交換膜的原理是什麼

離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同，可分為陽離版子交換膜、權陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同，但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜，然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜內聚合成高分子，再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。②非均相膜。用粒度為200～400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。為免失水乾燥而變脆破裂，須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化，甘油、聚乙二醇的除鹽，放射性元素、同位素及氨基酸的分離，有機物及無機物純化，放射性廢液處理，燃料電池隔膜及選擇性電極等。

B. 膜分離法的主要特點

膜分離法的主要特點是無相變，能耗低，裝置規模根據處理量的要求可大可小回，而且設備答簡單，操作方便安全，啟動快，運行可靠性高，不污染環境，投資少，用途廣等優點。
*在常溫和低壓下進行分離與濃縮，因而能耗低，從而使設備的運行費用低。
*設備體積小、結構簡單，故投資費用低。
*膜分離過程只是簡單的加壓輸送液體，工藝流程簡單，易於操作管理。
*膜作為過濾介質是由高分子材料製成的均勻連續體，純物理方法過濾，物質在分離過程中不發生質的變化(即不影響物料的分子結構)。
高分子分離膜是用高分子材料製成的具有選擇性透過功能的半透性薄層物材料。主要有聚酸胺類，聚酸亞胺類，聚碸類，聚乙烯酸類，丙烯類衍生物聚合物及纖維素類等。但大多數高分子材料均存在PO2和αO2/N2相互制約的關系且不耐高溫、易腐蝕等缺點。聚碸是一種機械性能優良、耐熱性好、耐微生物降解、價廉易得的膜材料。由於以聚碸製成的膜具有膜薄、內層孔隙率高且微孔規則等特點， 因而常作為氣體分離膜的基本材料。

C. 離子交換膜，一定是薄薄一層嗎

不一定，看類型及使用場合。
離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性，所以也稱為離子選擇透過性膜。1950年W.朱達首先合成了離子交換膜。1956年首次成功地用於電滲析脫鹽工藝上。
按膜中的含活性基團的各類可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和特種膜三大類。

1、陽離子交換膜(簡稱陽膜) 膜體中含有酸性活性基團，它能選擇性透過陽離子而不讓陰離子透過。這些活性基團主要有:磺酸基、磷酸基、亞磷酸基、羧酸基、酚基等。其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換膜，其結構式可簡單表示為R-SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為
2R-SO3H+Ca2==(R-SO3)2Ca+2H+ 這也是硬水軟化的原理。
2、陰離子交換膜(簡稱陰膜) 膜體中含有鹼性活性基團，它能選擇性透過陰離子而不讓陽離子透過。這結活性基團主要有:季銨基、促胺基、叔胺基等。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
R-N(CH3)3OH+Cl- ====R-N(CH3)3Cl+OH-
3、特種膜 它包括由陽、陰離子活性基團在一張膜內均勻分布的兩性離子交換膜，帶正電荷的膜與帶負電荷的膜兩張貼在一起的復合離子交換膜(亦稱雙極性膜)，還有部分正電荷與部分負電荷並列存在於膜的厚度方向的鑲嵌離子交換膜，以及在陽膜或陰膜表面上塗一層陰離子或陽離子交換樹脂的表面塗層膜等。

D. 離子交換膜的作用

離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級分離氨基酸等。此外，在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備，以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中，也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位，它對仿生膜研究也將起重要作用。

E. 透析，微濾，超濾，納濾，反滲透，電滲析，滲透氣化等膜分離技術各自的特點

1.透析（dialysis）是通過小分來子經過半源透膜擴散到水（或緩沖液）的原理；
2.微濾適用於細胞、細菌和微粒子的分離，在生物分離中，廣泛用於菌體的分離和濃縮，目標物質的大小范圍為0.01-10 μm，一般用於預處理；
3.超濾技術的優點是沒有相的轉變，無需添加任何強烈的化學物質，可以在低溫下操作，過濾速度較快，便於無菌處理等，一般用於預處理；
4.納濾 特點是能截留小分子的有機物並可同時透析出鹽，集濃縮與透析於一體；
操作壓力低，因為無機鹽能通過納米濾膜而透析，使得納米過濾的滲透壓遠比反滲透為低，所以納米過濾所需的外加壓力比反滲透低得多；
5.反滲透法具有設備構型緊湊，佔地面積小、單位體積產水量及能量消耗少等優點；
6.電滲析的特點時可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用、可以用於蔗糖等非電解質的提純，以除去其中的電解質、在原理上，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高；
7.滲透氣化對共沸物系和近沸物系等難分物系的分離, 顯示特有的優越性。

F. 離子膜有哪些類,各有什麼特點

管式膜主要應用於管式膜組件
管式膜組件結構簡單、適應性強、壓力損失專小、屬透過量大，清洗、安裝方便、可耐高壓，適宜處理高粘度及稠厚液體。但比表面積小，適於微濾和超濾。
中空纖維膜
外形像纖維狀，具有自主支撐作用的膜。它是非對稱膜的一種，其緻密層可位於纖維的外表面，如反滲透膜，也可位於纖維的內表面(如微濾膜和超濾膜)。對氣體分離膜來說，緻密層位於內表面或外表面均可。
擴散性膜
擴散性膜亦稱「分離膜」。一種具有微細多孔結構的金屬膜片。微孔可限制普通氣流，而容許擴散流通過，因此可以利用質量差異來進行同位素分離。它的研製是氣體擴散廠的主要技術關鍵。
離子交換膜
•
離子交換膜主要用於荷電物質(通常指電解質)的分離。基本原理是利用陰、陽離子交換膜的選擇透過性來分離或濃縮溶液中的電解質。
選擇性膜
選擇性透過膜是具有活性的生物膜，它對物質的通過既具有半透膜的物理性質，還具有主動的選擇性，如細胞膜。因此，具有選擇透過性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過，活性的生物膜才具有選擇透過性
反滲透膜
納濾膜
超濾膜
微濾膜

G. 膜分離技術的技術特點

廢水進入蒸發器抄之間，與即襲將排除系統的蒸餾水進行熱交換，提高廢水溫度，回收熱量，保證系統出水帶走的熱量降低。
機械蒸汽再壓縮時，通過機械驅動的壓縮機將蒸發器產生的二次蒸汽壓縮至較高壓力，通過提高二次蒸汽的品質(溫度、壓力、焓值、)進入蒸發器循環使用。用機械蒸汽再壓縮方式加熱的蒸發裝置操作僅需很少的熱量。機械蒸汽再壓縮的工作原理類似於熱泵，幾乎全部的蒸汽都通過電能進行壓縮和再循環，只需很少的生蒸汽用於開車和系統的平衡。
廢水零排放之MVPC蒸發器的特點：
(1)低能耗、低運行費用；
(2)佔地面積小；
(3)公用工程配套少，工程總投資少；
(4)運行平穩；
(5)無需原生蒸汽。

H. 什麼是膜分離技術，類型及應用特點

常規膜分離技術有微濾、超濾、納濾、反滲析，以及結合電化學技術的電滲析、連續電除鹽等。
1．1
微濾技術
微濾(MF)
又稱微孔過濾，根據篩分原理以壓力差作為推動力的膜分離過程。膜的孔徑范圍通常在0．1～20
μm，能從氣相或液相中截留大直徑的菌體、懸浮固體及其他污染物。微濾膜一般由陶瓷、金屬等無機材料，或醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醯胺等有機材料製造。
1．2
超濾技術
超濾分離技術(UF)
也是由壓力驅動的膜分離過程，膜的孔徑在0．001
5～0．02
μm
之間，推動壓力在100～1000
kPa。通常截留相對分子質量在1
000～300
000，股超濾膜能對大分子有機物(蛋白質、細菌)
、膠體、懸浮固體等進行分離，廣泛應用於料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源，是替代活性炭過濾器和多介質過濾器的優良產品。
1．3
納濾技術
納濾(NF)
是介於超濾與反滲透之間的一種膜分離技術，其截留相對分子質量在100～1
000，孔徑為幾納米，故稱為納濾。納濾膜的截留特徵是以對標准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表徵，對小分子有機物等與水、無機元素進行分離，實現脫鹽與濃縮的同時進行。

I. 離子交換膜的特點是什麼

1）離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。2）離子交換膜按功能及結構的不同，可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。3）離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為： Li+＞Na+＞NH4+＞K+＞Rb+＞Cs+＞Ag+＞ Tl+＞Mg2+＞Zn2+＞Co2+＞Cd2+＞ Ni2+＞Ca2+＞Sr2+＞Pb2+＞Ba2+ 陰離子在陰膜中透過性次序為： F-＞CH3COO-＞HCOO-＞Cl-＞SCN-＞Br-＞ CrO4-＞NO3-＞I-＞(COO)2-(草酸根)＞SO42-4）離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。