◆660· 北京科技大学学报 2002年第6期 (I)离子交换膜的活性基团由固定在基膜上 择透过性降低 不能移动的固定离子以及与固定离子相对应的 参考文献 可自由移动的反离子（或称为可交换离子）组成， 」王振堃.电渗析与反渗透M).上海：上海科学技术出 离子交换膜中活性基团越多膜的结构越弱，膜 版社，1981.48 的选择透过性就越好 2张维润.电渗析工程学[M.北京：科学出版社，1995.67 (2)离子交换膜中的反离子由于向溶液中迁 3 WisniewskiJ,Wisniewska G.Application of electrodial- 移，在膜内留下“阳（阴）离子空穴”，并在膜内及 ysis and cation exchange technique to water and acid re- 膜面形成“双电层结构”.“空穴”的存在为溶液 covery [J].Environmental Protection Engineering,1997, 23(3):35 中其他反离子的进入提供了空间和可能，而“双 4 Zabolotsky V I,Nikonenko VV.Coupled transport pheno- 电层结构”阻止了溶液中与膜固定离子同号的 mena in overlimiting current electrodialysis [J.Separ 其他离子的侵人.“空穴”和“双电层”的共同作 ation and Purification Technology,1998,14(1):255 用使离子交换膜具有了透过反离子而阻止同号 5奚凤翔，各种离子在电渗析过程中的迁移过程[切 离子的选择透过性 工业水处理，1993,13(5)：27 (3)由于膜在制造过程中存在的局部不均匀 6王三反，离子迁移途径及选择透过性的理论修正[) 兰州铁道学院学报，2000,19(3：70 及孔道过大等因素，以及在实际运行过程中外 7陆九芳.分离过程化学M北京：清华大学出版社， 部电场强度过高等情况，会使离子交换膜的选 1993.222 Permselectivity Mechanism of Ion Exchange Membranes MENG Hong,PENG Changsheng,LU Shouci Civil and Environmental Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT There are some problems if adopting conventional theories such as the double electric layer and the Donnan equilibrium to explain the permselectivity of ion exchange membranes.A hypothesis named the forming of cavities and double electric layer is proposed.According to the hypothesis,ions migration within membranes form the ion-cavities inside membranes and the double electric layer beside membranes.It is the double electric layer that let counter-ions enter membranes from diluted water,and the ion-cavities that let counter-ions pass through the membranes and enter concentrated water.The hypothesis of the forming of ca- vities and double electric layers can explain the permselectivity of membranes on different occasions such as the electric field or non-electric field. KEY WORDS ion exchange membrane;permselectivity;cavity;double electric layer一 6 6 0 - 北 京 科 技 大 学 学 报 20 0 2 年 第 6期 ( )l 离子交换 膜的 活性基 团 由 固定在基膜上 不能移动 的固定离子 以及与固定 离子相对应 的 可 自由移动的反离子 (或称 为可交换离子 )组成 , 离子交换膜 中活性基 团越多膜 的结构越 弱 , 膜 的选择透过性就 越好 . (2 )离子交换膜中的反离子 由于 向溶液中迁 移 , 在膜 内留下 “ 阳 (阴 )离子空 穴 ” , 并在膜 内及 膜面形成 “ 双电层结构 ” . “ 空 穴 ” 的存在为溶液 中其他反离子 的进人提供 了空 间和 可能 , 而 “ 双 电层结构 ” 阻止 了溶液 中与膜固 定离子 同号 的 其他离子 的侵 人 . “ 空 穴 ” 和 “ 双 电层 ” 的共 同作 用 使离子交 换膜具有 了透过反离子而阻止同号 离子 的选择 透过性 . (3 )由于膜在制造过程 中存在 的局部不均匀 及孔道过 大等 因素 , 以及 在实际运行过程 中外 部 电场 强度 过高等情 况 , 会 使离子交换膜 的选 择透过性 降低 . 参 考 文 献 1 王 振垫 . 电渗析 与反 渗透 {M』 . 上海 : 上海科学技术 出 版社 , 19 8 1 . 4 8 2 张维润 . 电渗析工程学 [M l . 北 京: 科 学出版社 , 19 95 . 67 3 Wi s n iew s ik J , W1 s n i e w s ha G . A P li e at i o n o f e l e e tr o d i a l - y s i s a l l d e at i o n e x e h an g e t e c iln i q u e t o w at e r an d a e i d er - e o v e yr [月 . E vn i r o nm ent a l P r o t e e ti o n E n g i n e e r in g , 19 9 7 , 2 3 ( 3 ) : 3 5 4 Z ab o l o t s材 V l , N i k o ne nk o V V C o uP l e d t r a n s P o rt Ph e n o - m e n a i n o v e ir 加i t l n g e u r e in e l e ctr o d i a ly s i s [J ] . S eP ar - at i o n a n d Pur iif e at i o n eT e hn o l o gy, 1 9 9 8 , 1 4 ( l ) : 2 5 5 5 奚凤翔 . 各种 离子 在 电渗析过 程 中的迁移 过程 田 . 工业 水处 理 , 19 9 3 , 1 3 ( 5 ) : 2 7 6 王 三反 . 离子 迁移途 径及 选择透过性 的理论修正 [J] . 兰 州铁道 学 院学 报 , 2 0 0 0 , 1 9 ( 3 ) : 7 0 7 陆九 芳 . 分离过程 化学 四〕 . 北京 : 清华大学 出版社 , 19 93 . 2 2 2 P e mr s e l e e t i v i yt M e e h an i s m o f I o n E x c h an g e M e m b r an e s 为王万G H d gn, P E N G hC a 刀名胃 h e gn, L U hS 口 u ic Ci v i l an d Evn i omnr e ant l E l l g in e e r l n g S e ho o l , U S T B e ij ing , B e ij i n g 1 0 0 0 83 , C h in a A B S T R A C T hT er e are s om e Pr o b l e m s if a d 0 Pt in g e o vn e nt i o n a l ht e o ir e s s u c h a s ht e d o ub l e e l e e tr i e lay e r a n d t h e D o n n an e iqu libr i um t o e xP l a in ht e Pe rm s e l e e t i v ity o f ion e x c h an g e m e m b r a n e s . A h y P o ht e s i s n am e d ht e 允仙i n g o f e va it e s an d do ub l e e l e c tr i c lay er i s rP op o s e d . A e e or id n g t o t h e hy Po ht e s i s , ion s m igr iat on w ith i n m e m b r an e s fo mr ht e i o n 一 e va iit e s in s id e m e m b arn e s an d ht e d o ub l e e l e e tr i e lay er b e s id e m e m br an e s . It 1 5 ht e d o l l b l e e l e e itr e lay e r ht a t l e t e o u n t e -r i o n s e n t e r m e m b r an e s fr o m d ilut e d w a t e r, a n d t h e i o n 一 e va i ti e s ht a t l et e o u n t e r 一 i o n s Pa s s htr o u g h ht e m em b r a n e s an d e in er e o n c e n t r a t e d w aet .r Th e h y Po ht e s i s o f ht e lb m l i n g o f e a - v it i e s an d d o u b l e e l e e itr e lay e r s e an e XP l a i n ht e P e mr s e l e e it v iyt o f m e ln b r an e s on d i fe r e in o e e a s ion s s cu h a s ht e e l e e tr i e if e ld o r n o n 一 e l e e tr i e if e ld . K E Y W O R D S i o n e x e h a n g e m e m b r an e : Pe n 旧 s e l e e t i v iyt : c va iyt : d o ub l e e l e e tr i e lay e r