【摘 要】
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复分解电渗析在合成无机盐和有机物方面具有广阔的应用前景,但过程中的同名离子迁移会导致产品中进入杂质离子,使得产品纯度和过程效率下降。目前,复分解电渗析过程杂质离子迁移途径及同名离子迁移在其中作用并不明晰,因此,本文开展复分解电渗析过程中同名离子迁移规律研究并讨论其迁移机理,为揭示复分解电渗析过程中的离子迁移现象,获得高质量、高纯度的产品提供支撑。本论文针对上述问题,详细探究了电流密度、脱盐室浓度、
【基金项目】
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河北省重点研发计划项目18394008D,《电渗析法工业高盐废水高值转化利用关键技术联合研发》;
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复分解电渗析在合成无机盐和有机物方面具有广阔的应用前景,但过程中的同名离子迁移会导致产品中进入杂质离子,使得产品纯度和过程效率下降。目前,复分解电渗析过程杂质离子迁移途径及同名离子迁移在其中作用并不明晰,因此,本文开展复分解电渗析过程中同名离子迁移规律研究并讨论其迁移机理,为揭示复分解电渗析过程中的离子迁移现象,获得高质量、高纯度的产品提供支撑。本论文针对上述问题,详细探究了电流密度、脱盐室浓度、温度、膜类型以及反离子种类等条件因素对复分解电渗析过程中同名离子迁移的影响。结果表明,浓缩室中的所有同名离子来自于两个脱盐室和另一个浓缩室,各同名离子来自于含该同名离子的脱盐室和另一个浓缩室。电流密度、脱盐室浓度及温度对不同来源的同名离子影响不同,其中电流密度对来自浓缩室的同名离子(Cl-、Na+、K+)的影响相较来自脱盐室的影响大,随着电流密度的增大,来自浓缩室的同名离子通量及迁移数呈增大趋势,来自脱盐室的同名离子通量及迁移数呈降低趋势;脱盐室浓度主要影响来自脱盐室的同名离子(Cl-、Na+、K+),随着脱盐室浓度的增大,来自浓缩室的同名离子通量及迁移数不变,来自脱盐室的同名离子通量及迁移数呈增大趋势;温度对浓缩室和脱盐室的同名离子迁移都有较强的促进作用,随着温度的升高,来自浓缩室和脱盐室的同名离子(Cl-、Na+、K+)均呈增大趋势。在复分解电渗析过程中,增大电流密度、脱盐室浓度、温度都会使产品中的同名离子Cl-、Na+、K+通量及含量增大。产品Na Cl室中的SO42-主要来自脱盐室Na2SO4,电流密度、脱盐室浓度、温度对SO42-通量、迁移数和含量无影响。产品K2SO4室中的杂质为Cl-和Na+,Cl-含量约为4%,Na+约为2%,产品Na Cl室中的杂质为K+和SO42-,SO42-含量很低,约为K+的2%。在离子交换膜影响方面,含水量低,离子交换容量高,荷电量高的离子交换膜具有良好的选择性,透过的同名离子通量低。阳离子交换膜和阴离子交换膜透过的同名离子通量顺序分别为:Astom膜>富士膜>亚德士膜;Astom膜>亚德士膜>富士膜。在反离子类型影响方面,同名离子通量与所使用的同名离子和反离子的种类和性质有关,作为同名离子,水合离子半径大,所带电荷多的多价同名离子通量小;作为反离子,在含水率高、水合离子半径小的反离子条件下,同名离子通量大。
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