雙極膜電滲析是一種離子交換復合膜 , 它通常由陽(yáng)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) 復合而成 , 是真正意義上的反應膜。在直流電場(chǎng)作用下 , 雙極膜可將水離解 ,在膜兩側分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特點(diǎn) , 將雙極膜與其他陰陽(yáng)離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統 , 能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉化為對應的酸和堿 , 這種方法稱(chēng)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(lái) , 能實(shí)現多種功能并可用于多個(gè)領(lǐng)域。
雙極膜是一種新型離子交換復合膜，它通常由陽(yáng)離子交換層(N型膜)和陰離子交換層(P型膜)復合而成，由于陰、陽(yáng)膜的復合，給這種膜的傳質(zhì)性能帶來(lái)了很多新的特性。
如同P-N結的發(fā)現導致了許多新型半導體器件的發(fā)明一樣，用帶有不同電荷密度、不同厚度和性能的膜材料在不同的復合條件下可制成不同性能和用途的雙極膜，其應用最基本的原理是，雙極膜界面層的水分子在反向加壓時(shí)發(fā)生離解(又稱(chēng)雙極膜水解離)，即將水分解成氫離子和氫氧根離子。
由于雙極膜是由陰、陽(yáng)離子交換層復合而成，因此雙極膜一層帶正電(陰離子交換層)，另一層帶負電(陽(yáng)離子交換層)。由于這種電荷的不對稱(chēng)性，用雙極膜代替前述的電滲析的陰、陽(yáng)膜組成雙極膜電滲析時(shí)，其行為與電場(chǎng)的方向有關(guān)。
雙極膜電滲析是在上述的水解離和普通電滲析原理的基礎上發(fā)展起來(lái)的，是以雙極膜代替普通電滲析的部分陰、陽(yáng)膜或者在普通電滲析的陰、陽(yáng)膜之間加上雙極膜構成的。雙極膜電滲析的基本應用是從鹽溶液(MX)中制備相應的酸(HX)和堿(MOH)。料液進(jìn)入三室電滲析膜堆，在直流電場(chǎng)的作用下，鹽的陰離子(X-)通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入酸室，并與雙極膜離解的氫離子生成酸(HX);而鹽的陽(yáng)離子(M+)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入堿室，與雙極膜離解的氫氧根離子形成堿(MOH)：
MX+H2O→HX+MOH
與普通電滲析相比，雙極膜電滲析有更多的組合方式，并可根據不同的對象進(jìn)行選擇。利用雙極膜生成酸或堿的原理，使電滲析具有很多的應用，如有機酸的生產(chǎn)、酸性氣體的脫除、食品和化工中的清潔生產(chǎn)和分離等，因此這一技術(shù)對社會(huì )的可持續發(fā)展具有非同尋常的意義。
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