渗析

利用半透膜的选择透过性分离不同溶质的粒子的方法。在电场作用下进行溶液中带电溶质粒子(如离子、胶体粒子等)的渗析称为电渗析。电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域;近年来更推广应用于氨基酸、蛋白质、血清等生物制品的提纯和研究。电渗析器种类较多，W.鲍里的三室型具有代表性，其构造见图。电渗析器由阳极室、中间室及阴极室三室组成，中间DD为封接良好的半透膜，E为Pt、Ag、Cu等片状或棒状电极，F为连接中间室的玻璃管，作洗涤用，S为PH计。电渗析实质上是除盐技术。电渗析器中正、负离子交换膜具有选择透过性，器内放入含盐溶液，在直流电的作用下，正、负离子透过膜分别向阴、阳极迁移。最后在两个膜之间的中间室内，盐的浓度降低，阴、阳极室内为浓缩室。电渗析方法可以对电解质溶质或某些物质进行淡化、浓缩、分离或制备某些电解产品。实际应用时，通常用上百对以上交换膜，以提高分离效率。电渗析过程中，离子交换膜透过性、离子浓差扩散、水的透过、极化电离等因素都会影响分离效率。

人们早就发现，一些动物膜，如膀胱膜、羊皮纸(又称工业羊皮纸，是一种半透明的包装纸，它主要供包装机器零件、仪表、化工药品等。制造羊皮纸的主要原料是化学木浆和破布浆，把原料抄成纸页后再送入72%浓硫酸浴槽内处理几分钟，这道工序称为"羊皮纸"作用。羊皮纸的特征是结构紧密，防油性强，防水，湿强度大，不透气，弹性较好，该纸经过羊皮化，具有高强度及一定的耐折度。可作半透膜。)，有分隔水溶液中某些溶解物质(溶质)的作用。例如，食盐能透过羊皮纸，而糖、淀粉、树胶等则不能。如果用羊皮纸或其他半透膜包裹一个穿孔杯，杯中满盛盐水，放在一个盛放清水的烧杯中，隔上一段时间，我们会发现烧杯内的清水带有咸味，表明盐的分子已经透过羊皮纸或半透膜进入清水。如果把穿孔杯中的盐水换成糖水，则会发现烧杯中的清水不会带甜味。显然，如果把盐和糖的混合液放在穿孔杯内，并不断地更换烧杯里的清水，就能把穿孔杯中混合液内的食盐基本上都分离出来，使混合液中的糖和盐得到分离。这种方法叫渗析法。起渗析作用的薄膜，因对溶质的渗透性有选择作用，故叫半透膜。近年来半透膜有很大的发展，出现很多由高分子化合物制造的人造薄膜，不同的薄膜有不同的选择渗析性。半透膜的渗析作用有三种类型:①依靠薄膜中"孔道"的大，小分离大小不同的分子或粒子;②依靠薄膜的离子结构分离性质不同的离子，例如用阳离子交换树脂做成的薄膜可以透过阳离子，叫阳离子交换膜，用阴离子树脂做成的薄膜可以透过阴离子，叫阴离子交换膜;③依靠薄膜:的有选择的溶解性分离某些物质，例如醋酸纤维膜有溶解某些液体和气体的性能，而使这些物质透过薄膜。一种薄膜只要具备上述三种作用之一，就能有选择地让某些物质透过而成为半透膜。在废水处理中最常用的半透膜是离子交换膜。

一种以浓度差为推动力的膜分离操作，利用膜对溶质的选择透过性,实现不同性质溶质的分离。操作时,膜的一侧流过料液，另一侧流过接受液，料液中的渗析组力透过膜而进入接受液中。部分地除去渗析组分的料液称为渗析液，接纳渗析组分的液体称为扩散液。根据所用的膜，有两种类型的渗析;①中性膜渗析。膜上不带电荷，按溶质粒径作选择，小分子能够透过膜上微孔而得到分离。这是最早开发的膜分离操作，曾在粘胶纤维工业中用于回收碱液。但中性膜渗析与超过滤相比，由于超过滤不仅能分离出小分子,且对料液有浓缩作用,所以中性膜渗析原有的工业应用都被超过滤替代。渗析现在主要用于人工肾。②离子交换膜渗析。膜上带有电荷，按离子的电荷性质作选择，阳离子交换膜易透过碱、阴离子交换膜易透过酸(见电渗析)。应用于废酸回收、溶液脱酸和碱液精制等方面。