离子交换膜分离的特点

A. 离子交换膜的原理是什么

离子交换膜又称离子选择透过性膜。
按其功能和结构的不同，可分为阳离版子交换膜、权阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合膜5种。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。
离子交换膜可制成均相膜和非均相膜两类。采用高分子的加工成型方法制造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡胶、纤维素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等制成膜，然后引入单体如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜内聚合成高分子，再通过化学反应引入所需功能基。也可通过甲醛、苯酚等单体聚合制得。②非均相膜。用粒度为200～400目的离子交换树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后加工成膜制得。为免失水干燥而变脆破裂，须保存在水中。
离子交换膜主要应用于海水淡化，甘油、聚乙二醇的除盐，放射性元素、同位素及氨基酸的分离，有机物及无机物纯化，放射性废液处理，燃料电池隔膜及选择性电极等。

B. 膜分离法的主要特点

膜分离法的主要特点是无相变，能耗低，装置规模根据处理量的要求可大可小回，而且设备答简单，操作方便安全，启动快，运行可靠性高，不污染环境，投资少，用途广等优点。
*在常温和低压下进行分离与浓缩，因而能耗低，从而使设备的运行费用低。
*设备体积小、结构简单，故投资费用低。
*膜分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。
*膜作为过滤介质是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化(即不影响物料的分子结构)。
高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄层物材料。主要有聚酸胺类，聚酸亚胺类，聚砜类，聚乙烯酸类，丙烯类衍生物聚合物及纤维素类等。但大多数高分子材料均存在PO2和αO2/N2相互制约的关系且不耐高温、易腐蚀等缺点。聚砜是一种机械性能优良、耐热性好、耐微生物降解、价廉易得的膜材料。由于以聚砜制成的膜具有膜薄、内层孔隙率高且微孔规则等特点， 因而常作为气体分离膜的基本材料。

C. 离子交换膜，一定是薄薄一层吗

不一定，看类型及使用场合。
离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。1950年W.朱达首先合成了离子交换膜。1956年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上。
按膜中的含活性基团的各类可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和特种膜三大类。

1、阳离子交换膜(简称阳膜) 膜体中含有酸性活性基团，它能选择性透过阳离子而不让阴离子透过。这些活性基团主要有:磺酸基、磷酸基、亚磷酸基、羧酸基、酚基等。其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换膜，其结构式可简单表示为R-SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为
2R-SO3H+Ca2==(R-SO3)2Ca+2H+ 这也是硬水软化的原理。
2、阴离子交换膜(简称阴膜) 膜体中含有碱性活性基团，它能选择性透过阴离子而不让阳离子透过。这结活性基团主要有:季铵基、促胺基、叔胺基等。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为
R-N(CH3)3OH+Cl- ====R-N(CH3)3Cl+OH-
3、特种膜 它包括由阳、阴离子活性基团在一张膜内均匀分布的两性离子交换膜，带正电荷的膜与带负电荷的膜两张贴在一起的复合离子交换膜(亦称双极性膜)，还有部分正电荷与部分负电荷并列存在于膜的厚度方向的镶嵌离子交换膜，以及在阳膜或阴膜表面上涂一层阴离子或阳离子交换树脂的表面涂层膜等。

D. 离子交换膜的作用

离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。电渗析装置的淡化程度可达一次蒸馏水纯度。也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐，分离各种离子与放射性元素、同位素，分级分离氨基酸等。此外，在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备，以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中，也都采用离子交换膜。离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位，它对仿生膜研究也将起重要作用。

E. 透析，微滤，超滤，纳滤，反渗透，电渗析，渗透气化等膜分离技术各自的特点

1.透析（dialysis）是通过小分来子经过半源透膜扩散到水（或缓冲液）的原理；
2.微滤适用于细胞、细菌和微粒子的分离，在生物分离中，广泛用于菌体的分离和浓缩，目标物质的大小范围为0.01-10 μm，一般用于预处理；
3.超滤技术的优点是没有相的转变，无需添加任何强烈的化学物质，可以在低温下操作，过滤速度较快，便于无菌处理等，一般用于预处理；
4.纳滤 特点是能截留小分子的有机物并可同时透析出盐，集浓缩与透析于一体；
操作压力低，因为无机盐能通过纳米滤膜而透析，使得纳米过滤的渗透压远比反渗透为低，所以纳米过滤所需的外加压力比反渗透低得多；
5.反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量及能量消耗少等优点；
6.电渗析的特点时可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用、可以用于蔗糖等非电解质的提纯，以除去其中的电解质、在原理上，电渗析器是一个带有隔膜的电解池，可以利用电极上的氧化还原效率高；
7.渗透气化对共沸物系和近沸物系等难分物系的分离, 显示特有的优越性。

F. 离子膜有哪些类,各有什么特点

管式膜主要应用于管式膜组件
管式膜组件结构简单、适应性强、压力损失专小、属透过量大，清洗、安装方便、可耐高压，适宜处理高粘度及稠厚液体。但比表面积小，适于微滤和超滤。
中空纤维膜
外形像纤维状，具有自主支撑作用的膜。它是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面，如反渗透膜，也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说，致密层位于内表面或外表面均可。
扩散性膜
扩散性膜亦称“分离膜”。一种具有微细多孔结构的金属膜片。微孔可限制普通气流，而容许扩散流通过，因此可以利用质量差异来进行同位素分离。它的研制是气体扩散厂的主要技术关键。
离子交换膜
•
离子交换膜主要用于荷电物质(通常指电解质)的分离。基本原理是利用阴、阳离子交换膜的选择透过性来分离或浓缩溶液中的电解质。
选择性膜
选择性透过膜是具有活性的生物膜，它对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。因此，具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择性透过，活性的生物膜才具有选择透过性
反渗透膜
纳滤膜
超滤膜
微滤膜

G. 膜分离技术的技术特点

废水进入蒸发器抄之间，与即袭将排除系统的蒸馏水进行热交换，提高废水温度，回收热量，保证系统出水带走的热量降低。
机械蒸汽再压缩时，通过机械驱动的压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽压缩至较高压力，通过提高二次蒸汽的品质(温度、压力、焓值、)进入蒸发器循环使用。用机械蒸汽再压缩方式加热的蒸发装置操作仅需很少的热量。机械蒸汽再压缩的工作原理类似于热泵，几乎全部的蒸汽都通过电能进行压缩和再循环，只需很少的生蒸汽用于开车和系统的平衡。
废水零排放之MVPC蒸发器的特点：
(1)低能耗、低运行费用；
(2)占地面积小；
(3)公用工程配套少，工程总投资少；
(4)运行平稳；
(5)无需原生蒸汽。

H. 什么是膜分离技术，类型及应用特点

常规膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗析，以及结合电化学技术的电渗析、连续电除盐等。
1．1
微滤技术
微滤(MF)
又称微孔过滤，根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。膜的孔径范围通常在0．1～20
μm，能从气相或液相中截留大直径的菌体、悬浮固体及其他污染物。微滤膜一般由陶瓷、金属等无机材料，或醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等有机材料制造。
1．2
超滤技术
超滤分离技术(UF)
也是由压力驱动的膜分离过程，膜的孔径在0．001
5～0．02
μm
之间，推动压力在100～1000
kPa。通常截留相对分子质量在1
000～300
000，股超滤膜能对大分子有机物(蛋白质、细菌)
、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源，是替代活性炭过滤器和多介质过滤器的优良产品。
1．3
纳滤技术
纳滤(NF)
是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留相对分子质量在100～1
000，孔径为几纳米，故称为纳滤。纳滤膜的截留特征是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，对小分子有机物等与水、无机元素进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。

I. 离子交换膜的特点是什么

1）离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。2）离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。3）离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为： Li+＞Na+＞NH4+＞K+＞Rb+＞Cs+＞Ag+＞ Tl+＞Mg2+＞Zn2+＞Co2+＞Cd2+＞ Ni2+＞Ca2+＞Sr2+＞Pb2+＞Ba2+ 阴离子在阴膜中透过性次序为： F-＞CH3COO-＞HCOO-＞Cl-＞SCN-＞Br-＞ CrO4-＞NO3-＞I-＞(COO)2-(草酸根)＞SO42-4）离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。