技術(shù)優(yōu)享丨什么是雙極膜電滲析？

雙極膜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 , 是真正意義上的反應(yīng)膜。在直流電場作用下 , 雙極膜可將水離解 ,在膜兩側(cè)分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特點 , 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)化為對應(yīng)的酸和堿 , 這種方法稱為雙極膜電滲析法。雙極膜電滲析法不僅用于制備酸和堿 , 若將其與單極膜巧妙地組合起來 , 能實現(xiàn)多種功能并可用于多個領(lǐng)域。

有關(guān)雙極膜的研究報道自 20 世紀 50 年代中期就出現(xiàn)了 , 其發(fā)展過程可劃分為三個階段 : 第一階段 20 世紀 50 年代中期至 80 年代初期 , 這是雙極膜發(fā)展十分緩慢的時期 , 雙極膜僅是由兩片陰陽離子交換膜直接壓制 , 性能很差 , 水分解電壓比理論壓降高幾十倍 , 應(yīng)用研究還處在以水解離為基礎(chǔ)的實驗室階段 ; 第二階段從 20 世紀 80 年代初至 90年代初 , 由于雙極膜制備技術(shù)的改進 , 成功地研制了單片型雙極膜 , 其性能大大提高 , 已經(jīng)在制酸堿和脫硫技術(shù)中得到了成功應(yīng)用 , 這一階段出現(xiàn)了商品雙極膜。從 20 世紀 90 年代初至今 , 是雙極膜迅速發(fā)展的時期 , 隨著對雙極膜工作過程機理的深入研究 , 從膜結(jié)構(gòu)、膜材料和制備過程上進行了重大改進 , 使雙極膜的性能有了較大提高 , 其中主要是對陰膜和陽膜接觸界面的改進 , 從最初簡單的"壓層型"或"涂層型"結(jié)構(gòu)到 20 世紀 80 年代初開始出現(xiàn)的"單片型"結(jié)構(gòu) , 隨后又出現(xiàn)帶有中間"催化層"的復(fù)雜結(jié)構(gòu) , 大大降低了膜電壓。雙極膜電滲析技術(shù)在優(yōu)化傳統(tǒng)工業(yè)過程和新的工業(yè)過程中發(fā)揮了獨到的作用。它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)工業(yè)分離和制備過程 , 為解決環(huán)境、化工、生物、海洋化工等領(lǐng)域中的技術(shù)難題帶入新的生機和活力 , 同時為解決人類面臨的環(huán)境、資源、能源等問題提供了有效手段。因此 , 開展對雙極膜電滲析技術(shù)的研究 , 要做到理論研究和實際應(yīng)用兩方面并重 , 早日縮短與國外先進水平的差距 , 擴大其在國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。