海水淡化離子交換法

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1985年1月16日，《人民日報》報道了我國第一個海水淡化工程——西沙海水淡化站在西沙群島永興島建成投產的消息。這個工程是利用我國自行設計製造的海水淡化裝置安裝的，日產淡化水兩百噸。那麼，你知道海水是如何淡化成可以飲用的淡水的嗎？

人類的生存離不開水，地球上雖然有大量的水，可惜能為人類所利用的淡水卻少得可憐。當人類為缺水感到困惑時，毫無疑問會將目光投向總量遠比淡水多得多的海水。海水中含有3.5%的鹽類化合物，如何低成本地把這些化合物從水中除去，一直是化學家孜孜以求的目標。目前，常用的海水淡化方法有以下幾種。

蒸餾法。將海水加熱，使其中的水變成蒸汽，再讓蒸汽冷凝下來。由於海水中所溶的鹽類不會隨著蒸汽出來，因此得到的水就是幾近純水的蒸餾水。然而，無論是加熱還是冷凝，都需耗費能源。每蒸發1克水就需要2.3千焦的能量。所以這種方法救急可以，卻不是一個長久之計。

離子交換法。溶解在水中的鹽分，都是以陽離子和陰離子的形式存在。如果有一種東西可以把這些離子移走，那麼水也就得到純化了。離子交換樹脂就具有這樣的能力。離子交換樹脂是一種具有網狀結構的不溶於水的高分子材料。它猶如一棵大樹，上面有很多樹枝，每個樹枝上都有一個口袋。當海水通過的時候，陽離子會把陽離子交換樹脂「口袋」中的氫離子交換出來，陰離子會把陰離子交換樹脂「口袋」里的氫氧根離子交換出來，而氫離子和氫氧根離子相遇就變成了水。不過，離子交換樹脂在使用了一段時間後會達到飽和狀態，怎樣使離子交換樹脂可以持續使用呢？由於離子交換是可逆的，因此可以分別用酸和鹼進行反交換來更新，這樣就能使離子交換樹脂可以反復使用了。但離子交換法處理能力有限，並需要大量的酸和鹼來使樹脂「再生」，如果大量用於海水淡化，成本太高，因此目前這種技術主要應用在水的進一步純化方面。

反滲透法。滲透是大自然中一個非常普遍的自然現象。例如，植物就是靠根部的滲透來吸取水分的，滲透平衡對人的生命活動也極為重要。滲透是依靠一種稱為半透膜的材料來實現的。半透膜可以讓水自由通過，而水中的其他化學物質是通不過的。如果半透膜的左邊是純水，右邊是溶液的話，從純水這邊通過半透膜的水就會比溶液右邊通過半透膜的水多得多。這是因為，純水上方的飽和蒸汽壓比溶液上方的飽和蒸汽壓大。當純水和溶液上方均處於1.01×105帕（1?個標准大氣壓）的壓力下，驅動水分子運動的動力決定於飽和蒸汽壓。於是，純水這邊液面下降，溶液那邊液面上升，到一定的液位差就達到平衡，這就是滲透現象。植物根部的表皮就是這樣一種半透膜。

如果在溶液上方加壓，使溶液上方的總壓大於純水上方的大氣壓，情況就會發生逆轉。此時驅動水分子通過半透膜的動力就決定於兩邊的壓力差。壓力差大，溶液中就會有更多的水通過半透膜流向純水。

用反滲透法將海水製成淡水的方法又稱為「膜技術」。它的關鍵在於半透膜。這層膜要有一定的強度，因為首先處理過程是要加壓的；其次它必須具有百分之百的選擇性，只能讓水通過，而任何其他化學物質是不能通過的；最後它還應該有較大的通過量，以加快制備過程。目前半透膜所存在的問題是成本高、壽命短。處理的溶液濃度愈高，膜的壽命愈短。如果這兩個問題能解決的話，膜技術將會成為海水淡化最有前途的一種方法。

❼ 海水淡化離子交換法原理謝謝

就是海水中的陰陽離子與樹脂中的氫離子或氫氧根離子發生交換了。

❽ 電解海水（NaCl）利用離子交換膜進行海水淡化的方法的原理是什麼

首先，電解海水目的是為了製取燒鹼
和氯氣
那麼在陰極區存在大量OH-
所以要將Na+交換到OH-富集的區域內以便提純
陽極區Cl-變成Cl2跑出去必要補充CL-以便繼續電解成為Cl2

❾ 離子交換法淡化海水屬於化學變化還是物理變化

使用離子交換樹脂與水中的離子進行交換，如離子交換樹脂可以除去鈣離子和鎂離子得到軟水，離子交換樹脂發生的反應為：Ca2++2NaR=CaR2+2Na+、Mg2++2NaR=MgR2+2Na+，屬於化學變化，高中化學。

❿ 海水淡化方法中的:電滲析法及離子交換法的流程 如題

電滲析法：水中的離子在直流電場的作用下,可通過半透膜.最初的惰性半透膜電滲析法,主要用於溶膠的提純,電流效率很低.到了20世紀50年代初,由於選擇性離子交換膜向世,才能夠用電滲析法淡化海水或苦鹹水.脫鹽用的選擇性離子交換膜有兩種：①陽膜,只允許陽離子透過的陽離子交換膜；②陰膜,只允許陰離子透過的陰離子交換膜.使陰膜和陽膜交替排列,中間襯以隔板（其中有水流通道）,夾緊之後,在兩端加上電極,就成電滲析脫鹽裝置.電滲析法原理圖 點擊此處查看全部新聞圖片 當海水流經電滲器時,在直流電場的作用下,陰離子透過陰膜向陽極方向遷移,途中被陽膜擋住去路,被水流沖洗而出；陽離子透過陽膜向陰極方向遷移,途中被陰膜擋住,也被水流沖出.透過陽膜或陰膜的水為淡水.結果,從大約一半的夾層流出的水為淡水,從另一半流出的則為濃縮的海水.電滲析脫鹽所用的半透膜,除要求電阻低、透過的選擇性高、交換容量大和水的電滲小之外,還要求有一定的機械強度、尺寸不變和化學穩定性高等.在電滲析脫鹽過程中,反離子（電荷與膜內交換基團相反的離子）在膜內的遷移速度比在溶液里大,致使淡化夾層的內膜半身,溶液界面上的離子濃度低於主體溶液濃度而形成濃度差.當電流升至某值時,擴散遷移的離子不足以補充界面上離子的缺額,而使界面濃度趨近於零,這時的電流稱為極限電流.如再增加電流,就會迫使界面上的水分子解離,由解離出的H和OH來承擔超過極限值那部分電流的輸送.這種現象稱為極化現象.這不僅使電流白白消耗在無助於脫鹽的 H和OH的遷移上,而且會引起溶液的pH值發生變化,使鈣鹽鎂鹽之類的離子濃度的乘積超過溶度積,而在濃縮海水夾層的陰膜和陽膜的表面沉澱,阻塞水流通道,甚至被迫停機拆洗.防止極化沉澱的根本措施,是設法增加夾層溶液的攪拌作用和布水的均勻性,並把操作電流控制在極限電流之下.此外,定期倒換電極的極性,在濃縮海水夾層中加酸和進行不拆裝的化學清洗等,均能延長運轉周期.