822-3电渗析法淡化与除盐膜分离反渗透，超滤和渗析法的统称这几种方法的特点：都是利用物质的可选择透过性的膜
§22-3电渗析法淡化与除盐 膜分离反渗透，超滤和渗析法的统称。 这几种方法的特点：都是利用物质的 可选择透过性的膜
各种膜分离法的分离对象推动力表22-6各种膜分离方法推动力方法分离对象离子、小分子渗析浓度差离子电位差电渗析大分子、微粒压力差超滤压力差反诊透离子、小分子■渗透膜能使溶剂（水）透过的现象称为渗透■渗析膜能使溶质透过的现象称为渗析
◼ 各种膜分离法的分离对象推动力。 ◼ 渗透——膜能使溶剂（水）透过的现象称 为渗透。 ◼ 渗析——膜能使溶质透过的现象称为渗析
一、离子交换膜及其作用机理：()离子交换膜：■分类：阳膜：用阳离子交换树脂制成，只准阳离子通过。1按选择透过性分：阴膜：用阴离子交换树脂制成，只准阴离子通过
一、离子交换膜及其作用机理： ◼ （一）离子交换膜： ◼ 分类： 阳膜：用阳离子交换树 脂制成，只准阳离子 ◼ 按选择透过性分： 通过。 阴膜：用阴离子交换树 脂制成，只准阴离子 通过
异相膜：用粘合剂（或膜材料）与树脂粘合成膜并加入衬网面制成，两相不均匀。按结构分类：特点：价低，机械强度好，适水性大，但膜电阻大，耐热性差。均相膜：树脂与成膜材料均匀。特点：与异相膜相反半均相膜：普通膜：按抗腐蚀分类：抗氯膜：
异相膜：用粘合剂（或膜材料） 与树脂粘合成膜并加 入衬网面制成，两相 ◼ 按结构分类： 不均匀。 特点：价低，机械强度好， 适水性大，但膜电阻大， 耐热性差。 均相膜：树脂与成膜材料均匀。 特点：与异相膜相反。 半均相膜： 普通膜： 按抗腐蚀分类： 抗氯膜：
粘合剂美子田O.SSO3田SO;-OS④SO3?SO3+-SO4④?SO3SO303+SO3田由SO-SOF503R④田O.S茶?SO3SO:-田SO-sOsSO1+SOS由SOsOsESO3SO3田E(α)异相麒(6)均相膜
表 22-7国产部分离子交换膜主要性能膜电阻厚度含水率选择透过率交换容量膜的种类(% )(% ).(mm)(Q.cm2)(.mol/g)≥90>2.82408~12聚乙烯异相阳膜0.380.5≥90≥358~15聚乙烯昇相阴膜M1.80.38~0.5>9538~405~6聚乙烯半均相阳膜2.40.25~0.45>95聚乙烯半均相阴膜2.532~358~100.25-0.45355295聚乙烯均相阳膜0.32.0氯醇橡胶均相阴膜~6M8525~450.8~1.20.28~0.32■1、选择透过率：离子在溶液中与在交换膜中迁移数量不相同，在理想情况下，在膜中迁移比例应等于1，但实际上达不到1
◼ 1、选择透过率： 离子在溶液中与在交换膜 中迁移数量不相同，在理想情况下，在膜中 迁移比例应等于1，但实际上达不到1
阳膜对阳离子的选择透过率（P+）：:t+-t.×100%1-t.公式：通电时阳离子所迁移的电量（实测电量）与所有离子迁移总电量（理论量）之比值阳离子在溶液中的迁移数。阳离子在膜内的迁移数（理想膜，应为1）分子为：实际膜条件下，阳离子在阳膜内与在溶液中的迁移数之差。分母为：理想条件下阳离子在阳膜内与在溶液中的迁移数之差。P.越大，越接近1，膜性能越好。■2、膜电阻：电阻率×膜厚，单位：Q·cm2(测定)
◼ 阳膜对阳离子的选择透过率（P+）： ◼ 公式: 通电时阳离子所迁移的电量（实测电量） 与所有离子迁移总电量（理论量）之比值。 t+——阳离子在溶液中的迁移数。 ——阳离子在膜内的迁移数（理想膜， 应为1） ◼ 分子为：实际膜条件下，阳离子在阳膜内与在溶 液中的迁移数之差。 ◼ 分母为：理想条件下阳离子在阳膜内与在溶液中 的迁移数之差。 P+越大，越接近1，膜性能越好。 ◼ 2、膜电阻：电阻率×膜厚，单位：Ω·cm2 (测定) 100% 1 − − = + + + + t t t P + t + t
（二）离子交换膜的作用机理：膜的主要性能：离子的选择透过性，作用机理为道南（唐南Donnan）平衡理论。乙离子不可透过膜，Na+：CI一可自由透过膜。(1)NaZ 膜 NaCl膜(2)Z(C)CI-(C2)Z(C)CI-(C2-x)Na(Ci+x)Na+(C,)Na+(C))CI(x)Na+(C2-x)初始平衡状态当体系处平衡时，膜两侧的Na+和CI-浓度的乘积，即扩散速率必须相等：ICI-[Na+],[C]-],=[Na+] 1室2室
◼ （二）离子交换膜的作用机理： ◼ 膜的主要性能：离子的选择透过性，作用机理为道南 （唐南Donnan）平衡理论。 Z离子不可透过膜， Na+；Cl－可自由透过膜。 NaZ 膜 NaCl （1） 膜 （2 ） → 初始 平衡状态 ◼ 当体系处平衡时，膜两侧的Na+和Cl-浓度的乘积,即扩 散速率必须相等: 1室 2室 Z - (C1 ) Na+(C1 ) Cl- (C2 ) Na+(C2 ) Z - (C1 ) Na(C1+x) Cl- (x) Cl- (C2 -x) Na+(C2 -x) 1 1 2 2 Na Cl Na Cl + − + − =
■据电中性法则：[Na' ], =[C][Na+] =[cl-],+[z-] 则:[Na+ l[Cl-l= [Cl-将浓度代入：(Ci + x)x = (C2 - x)2Cix+x = C2 -2xC2 + x2C2x =C, +2C2平衡态膜两侧[CI-]比值1CC2cr-bC +2C2 _ C +C2C2 - xC2CI-C2xC, + 2C2
◼ 据电中性法则： ◼ 则： 将浓度代入: ◼ 平衡态膜两侧[Cl- ]比值: 1 1 1 Na Cl Z + − − = + 2 2 Na Cl + − = 2 1 1 2 + − − Na Cl = Cl ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 C x x C 2x C x C x x C x + = − + + = − 1 2 2 2 C 2C C x + = 2 1 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 C C C C C C C C C C x C x Cl Cl + = + + − = − = − −
当C >>C,时当1室Na+Z-浓度非常大时，x一→0，2室中的Cl几乎不能透过膜来。我们把交换膜的溶液界面看成半透膜，固定于离子交换膜的活动基团（如树脂上的-SO-...）相当于Z-可交换离子为Na+，当膜含有相当多的活性基团时，溶液中的CI-几乎不进入膜内，也即膜对离子具有选择透过性若增大C，，进入膜的CI-也随着增加，一膜的选择透过性相应降低阴离子交换膜的原理也相同
◼ 当1室Na+Z -浓度非常大时，x→0，2室中的Cl- 几乎不能透过膜来。 ◼ 我们把交换膜的溶液界面看成半透膜，固定于 离子交换膜的活动基团（如树脂上的-SO4 - -.） 相当于Z -可交换离子为Na+ ，当膜含有相当多 的活性基团时，溶液中的Cl- 几乎不进入膜内， 也即膜对离子具有选择透过性。 ◼ 若增大C2 ，进入膜的Cl-也随着增加，→膜的选 择透过性相应降低。 ◼ 阴离子交换膜的原理也相同。 2 1 1 2 1 2 C C Cl Cl C C − − 当 时