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我国陆地钾矿资源贫乏,海水提钾技术的开发为解决我国钾资源短缺问题提供了有效的解决途径。钾离子筛膜对海水中的钾离子具有较高的选择性,并且可以实现连续化运行,因此开展钾离子筛膜在海水中的应用性能研究具有重要意义。 本实验在前人研究基础上,以管状α-Al2O3为载体,采用二次水热合成法在其表面合成新型钾离子筛膜,利用SEM、XRD和单一气体渗透测试对其进行表征,表明合成出的钾离子筛膜表面完整无明显缺陷,具有一定的气体通量和良好的选择分离性能。 测定了钾离子筛膜对海水中钾离子的选择性系数分别为Dk+/Na+=10.22 , Dk+/Mg2+=17.88,Dk+/Ca2+=398.32,表明钾离子筛膜可以对海水中的钾离子实现选择性分离。进一步对钾离子筛膜的应用性能进行研究,实验考察了流量、温度和压力的变化对钾离子筛膜的渗透通量和选择性系数的影响,结果表明,各离子的渗透通量随着海水和交换液流量的增加而增加,K+/Na+和K+/Mg2+的离子选择性系数随着流量增加而增加,K+/Ca2+的离子选择性系数随着流量的增加而出现下降趋势;温度的升高既有利于离子渗透通量的增加,也有利于K+/Na+ 、K+/Mg2+和K+/Ca2+的离子选择性系数的提高;在连续离子交换实验中施加一定压力,各离子的渗透通量随着压力的增加而增加;K+/Mg2+ 和K+/Ca2+的离子选择性系数随着压力的增加而增加, K+/Na+的离子选择性系数则随着压力的增加而略有下降。 采用二次水热合成法在板状载体上合成了钾离子筛膜。电驱动实验结果表明,在离子交换过程中施加一定的电压有利于钾离子筛膜两侧的离子进行交换,并且随着外加电压的增加,透过钾离子筛膜的离子的量也随之增加。