Электродиализ ионообменная мембрана

Самым существенным элементом электродиализатора являются мембраны если бы они не обладали селективными свойствами по отношению к знаку заряда ионов,как это имеет место в случае электролизных аппаратов, то вода не очищалась бы от солей. Для обеспечения минимального расхода электроэнергии при электродиализе ионообменные мембраны должны быть как можно более селективны. Необходимо также, чтобы их толщина обеспе- [c.471]

В процессе электродиализа ионообменные мембраны в большинстве случаев контактируют с растворами, содержащими не один, а несколько противоионов, способных участвовать в ионном обмене и электропереносе. Физико-химические свойства мембран, в первую очередь ионный состав ионообменного материала и электрические подвижности конкурирующих в электропереносе ионов, зависят от состава контактного раствора и влияют на ход процесса электродиализа. [c.178]

Принцип действия применяемых в электродиализе ионообменных мембран рассмотрим на примере анионообменной мембраны. Эта мембрана содержит катионные группы, фиксированные в матрице смолы, из которой формуется мембрана. [c.337]

Микроорганизмы, размножающиеся в электродиализных камерах и трубопроводах, препятствуют протеканию морской воды. Поскольку некоторые виды бактерий разрушают ионообменные мембраны, сырую морскую воду для уничтожения бактерий обычно хлорируют. Однако содержащийся в растворах остаточный хлор может привести к окислению мембран. Поэтому до подачи воды в электродиализ-ное устройство присутствующие в ней окислители должны быть полностью удалены или восстановлены. [c.99]

Электродиализ. Диализ в электрическом поле в десятки раз ускоряет процесс очистки растворов от электролитов. Электродиализ— это процесс разделения ионов веществ под действием постоянного электрического поля в растворе, когда положительные и отрицательные ионы удаляемого электролита перемещаются к соответствующим электродам, проникая при этом сквозь ионообменные мембраны. [c.430]

Мембраны могут принадлежать к четырем классам. Некоторые из них сравнительно инертны в электрическом отношении, как, например, мембраны из ацетата целлюлозы, используемые для опреснения воды за счет обратного осмоса. К этому же классу можно отнести пористый стеклянный диск. Ионообменные мембраны имеют заряженные группы, связанные с матрицей мембраны [13]. Следовательно, они стремятся вытеснить ионы того же заряда, что и связанный. Так, в катионообменных смолах числа переноса анионов малы. Такие мембраны используются для опреснения воды путем электродиализа. Третий класс содержит стекла, керамику и твердые электролиты [14, 15]. Стеклянная мембрана, в которой число переноса ионов водорода в области изменения химических потенциалов равно единице, применяется для создания электрода, который по существу обратим по ионам водорода, подобно водородному электроду. Такие электроды используются при измерении pH, поскольку они удобнее водородных электродов. Интересный класс составляют биологические мембраны [16, 17], которые стали предметом обстоятельных исследований того, как живые клетки транспортируют вещества и как они генерируют нервные импульсы. [c.163]

Прежде чем обсудить специфическую природу электродиализа, рассмотрим перенос вещества через ионообменные мембраны. Можно выделить три теоретические концепции, основанные на различных моделях. Хотя защитники различных подходов зачастую утверждают, что другие методы несовершенны по тем или иным причинам, следует считать, что они представляют разные [c.42]

Ионообменные мембраны, применяющиеся в промышленности для электродиализа, состоят из синтетических ионообменных смол. Большая часть сведений относительно электрохимии ионообменных мембран получена из ранних исследований коллоидных и глиняных мембран [42, 46, 60, 61]. Однако последние не применяются в промышленных ячейках для электродиализа из-за своей недостаточной устойчивости. [c.124]

Катионообменные мембраны применяются при получении гидроокисей щелочных металлов и хлора, свободных от соли, путем электролиза растворов щелочных хлоридов [2]. Ионообменные мембраны могут также применяться при очистке растворов карбоновых кислот и их солей с помощью электродиализа [36]. В тех случаях, когда имеются пресная вода и концентрированный солевой раствор, электродиализная ячейка, показанная на рис. 3, работая в обратном направлении, может применяться для получения постоянного тока. В этом случае солевой раствор и пресная вода вводятся в смежные отделения аппарата. Результирующие потенциалы мембраны складываются, при этом ток может отводиться от крайних электродов [38, 72]. Ни один из этих процессов с применением ионообменных мембран до настоящего времени не осуществлен в большом промышленном масштабе, но в будущем это вполне возможно. [c.177]

ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ В ЭЛЕКТРОДИАЛИЗЕ [c.1]

С 50-х годов широкое применение в электродиализе находят мембраны из ионообменных смол. Они обладают высокой селективностью и электропроводностью, причем для регенерации их в процессе электродиализа не требуется расхода кислот и щелочей. [c.3]

Потоки ионов и 0Н через ионообменные мембраны при электродиализе 0,05 н. раствора хлорида кальция [c.94]

Более подробные сведения по ионнтовым мембранам можио найти в следующих источниках 1. Деминерализация методом электродиализа. Ионитовые мембраны, перев. с англ. под ред. Б. Н. Ласкорина н Ф. В. Раузе н, Госатомиздат, 1963. — 2. Б. И. Л а-с к о р и и, Н. М. Смирнова, М. Н. Г а н т м а и. Ионообменные мембраны и их применение, Госатомиздат, 1961.—3. Б. Н. Л а с к о р н н, И. М. Смирнова, ЖПХ, XXXIV, вып. 8 (1961), [c.167]

Ионообменные мембраны. Иониты на основе искусственных смол, выпускаемые промышленностью в виде пленок или пластин, называют ионообменными мембранами. Ионогенными группами мембран являются сульфо-группы или остатки четвертичных оснований. Вследствие высокой плотности зарядов мембраны проявляют свойства селективных ионитов. При прохождении через мембрану ионы, имеющие одинаковый заряд с ионами мембраны, отталкиваются ею. По способу изготовления различают гомогенные и- гетерогенные мембраны. Гомогенные мембраны изготовляют методами литья из гелей ионитов. Для повышения механической прочности мембран их осаждают на носителях, таких, как стекловолокно или текстильные волокна. При изготовлении гетерогенных мембран спрессовывают тонкоизмельчен-ные гранулы ионита с инертным связующим (коллодионная пленка). Эти мембраны находят применение при определении активностей ионов и в электродиализе. [c.379]

Действие на систему внеш. электрич поля вызывает направленный перенос заряженных частиц-э л ектро диффузию. Примеры электромембранные процессы, напр, электродиализ - разделение под действием электрич. тока ионизированных соед. вследствие избират. переноса ионов через ионообменные мембраны, Д. носителей заряда-перемещение электронов проводимости и дырок, обусловленное неоднородностями их концентрации в полупроводниках. [c.102]

Эти процессы обусловлены градиентом электрического потенциала по толщине мембран. Среди электромембранных методов наибольшее практическое применение нашел электродиализ-раз деж-ние растворов под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей его перегородки-мембраны. Эти мембраны, изготовленные из полимерных или неорганических материалов [поры размером (2 н- 8) 10 мкм], проницаемых для любых ионов, служат для отделения электролитов от неэлектролитов. Дрзтой тип мембран, селективных только для катионов или только для анионов, изготовляют из ионообменных смол. Ионообменные мембраны применяют для обессоливания растворов электролитов или фракционирования ионов. [c.336]

Интерес к методу связан, в первую очередь, с решением технологической задачи опреснения воды, но и этот интерес существенно снизился после появления рассматриваемого в следующем разделе метода обратного осмоса. Практически единственной успешна решаемой с помощью электродиализа через ионообменные мембраны аналитической задачей является выделение и концентрирование микропримесей из нерастворгшых в воде соединений. [c.218]

Для изменения концентрации электролитов в растворах путем электродиализа используются ионообменные мембраны — ионообме№-ники в виде пленки. Существуют два типа ионообменных мемфан анионообменные и катионообменные мембраны. Анионообменная мембрана содержит катионные группы, фиксированные в матрице смолы. Заряд фиксированных катионов нейтрализован зарядом подвижных анйонов, находящихся в порах смолы. При погружении такой мембраны в раствор электролита анионы раствора могут внедряться в матрицу смолы и замещать первоначально присутствующие в ней анионы, проникновению же катионов препятствуют силы отталкивания их фиксированными в смоле катионами. [c.13]

Электродиализ представляет собой процесс мембранного разделения, в котором ионы растворенного вещества переносятся через мембрану под действием электрического поля. Таким образом, движущей сшюй этого процесса является градиент электрического потенциала. Под действием электрического поля положительно заряженные ионы (катионы) перемещаются по направлению к отрицательному электроду (катоду). Отрицательные ионы (анионы) движутся по направлению к uoJЮЖитeJIьнo заряженному электроду (аноду). Электрическое поле не оказывает влияния на незаряженные молекулы. При использовании проницаемых для ионов неселективных мембран можно разделять электролиты и неэлектролиты. Когда применяются мембраны, более проницаемые для катионов или, наоборот, для анионов, с помощью электродиализа можно повысить или понизить концентрацию раствора электролита [13]. С этой целью используют ионообменные мембраны анионообменные и катионообменные. Матрица анионообменной мембраны содержит фиксированные катионные группы. Заряд фиксированных катионов нейтрализован зарядом подвижных анионов. [c.439]

Дрезнер и Краус [53] провели теоретический анализ солевого фильтра — плотного слоя, состоящего из частиц ионита, для которого можно ожидать сочетания малой проницаемости по отношению к соли с высокой проницаемостью к растворителю. Авторы пришли к заключению, что использование таких фильтров может оказаться эффективным только для растворов с малым исходным содержанием соли. Согласно данным работы [54], мембраны, полученные прививкой полиакриловой кислоты к целлофану, сочетают значительную скорость потока жидкости с малой проницаемостью по отношению к соли. Однако при гиперфильтрации через обычные ионообменные мембраны вряд ли можно достичь значений термодинамических коэффициентов полезного действия, сравнимых с получаемыми в процессах электродиализа. [c.483]

Для оценки возможности применения электродиализа в процессах очистки и фракционирования растворов аминокислот практический интерес представляют исследования диффузионного переноса аминокислот через ионообменные мембраны. Известно, что диффузия из электродиализуемой камеры в рассольную приводит к увеличению, а обратная диффузия— к снижению эффективности процесса электродиализа [1, 2]. [c.309]

Концентрирование радиоактивных изотопов из водопроводной воды может осуществляться электролизом [130], которьп производится после добавления носителей в сосуде емкостью 110 л между двумя пластинчатыми платиновыми электродами при перемешивании жидкости барботировапием газа. Катодная ячейка объемом 800 мл изготовляется из ионообменной мембраны, свободно пропускающей катионы. Перед электролизом она заполняется 1,5 и. HNO,, которая добавляется, чтобы восиренятствовать осаждению Гидроокисей в катодном пространстве. При силе тока 10 а и 12-часовой продолжительности двух последовательных этапов электродиализа в катодном пространстве концентрируется свыше 80% s и Sr. [c.61]

Большинство химиков осведомлено о практическом значении ионообменных смол, но мало кто представляет себе, сколь широкое и разнообразное применение находят эти материалы уже сейчас. В широких масштабах ионообменные смолы продолжают применяться для очистки воды (при умягчении воды, ее деминерализации ), Однако во многих случаях они используются в химии, начиная от крупномасштабного металлургического производства (например, очистная добыча урана из его руд) и кончая микрохимией (например, выделение и идентификация небольшого числа атомов новых трансурановых элементов). Применение ионообменных смол будет, вероятно, увеличиваться и дальше по мере роста наших знаний относительно их свойств и Еьшуска новых типов этих смол. Например, сейчас усиленно разрабатываются ионообменные мембраны, которые найдут применение в крупных установках для электродиализа с целью обес-соливания солончаковой воды. [c.95]

Электродиализ — другой вариант мембранного метода очистки воды, в котором движущей силой процесса является электрическое поле. При наложении постоянного электрического поля на раствор в нем возникает движение ионов растворенных солей, катионы движутся к катоду, а анионы к аноду. Если в электродиализ1ную ячейку поместить ионообменные мембраны (катионо- и анионообменные), то объем ячейки будет разделен на три камеры. В катодную камеру из средней проходят только катионы, в анодную анионы. В средней камере концентрация солей будет уменьшаться, а в приэлектродных камерах увеличиваться. [c.98]

Кро ме электродиализа имеются еще и другие процессы, осно-вайные на прохождении электрического тока через ионообменный материал. Например, ионообменные смолы могут быть регенерированы с помощью электролиза и возможно осуществление процесса разделения посредством электромиграции через ионообменные колонки или пленки. Ионообменные мембраны могут также использоваться как батарейные разделители. Такое использование исследовано в лабораторном масштабе, но еще не применено в промышленности. [c.117]

Теория переноса ионов через ионообменные мембраны обсуждается в ряде работ ПЗ, 58, 67, 73] и в недавно опубликованной монографии [9]. Литература, освещающая вопросы техники, проектирования и характеристики обычных устройств для обессоливания воды, очень скудна. Американский департа(мент внутренних дел разработал научно-исследовательскую программу, направленную на развитие экономических процессов превращения соленой воды в пресную. В этих процессах главную роль играет электродиализ с ионообменными мембранами. Ежегод- [c.117]

Тяк как процедура обычного ионного обмена не применима к вод с концентрацией электролитов выше 1000 мг/л, электродиализ может быть с успехом использован в этом случае, особенно в настоящее время, после того как были разработаны ионообменные мемб1 аны. Ионообменные мембраны позволяют более полно использовать электроток в процессах электродиализа, так что возможно их практическое применение для обессоливания воды в определенных интервалах концентрации электролитов. [c.256]

НИИПМ, сборник статей под ред. проф. САЛДАДЗЕ ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ В ЭЛЕКТРОДИАЛИЗЕ [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология