双极膜技术手册PDF电子书下载

目录 1

1 引言 1

1.1 本手册的目的——主题网络 3

1.2　手册的主要内容 4

1.3 离子交换膜 5

1.4 电渗析 5

1.5　双极膜 6

1.6　双极膜电渗析 7

1.7　参考文献 9

2 电渗析水解离——双极膜电渗析（EDBM）的应用 11

2.1 背景 13

2.2　BPM的特性、与传统电解的差异及其局限性 16

2.4　双极膜电渗析的应用 18

2.3　BPM技术的放大和开发参数 18

2.4.1 在污染控制／资源回收中的应用 19

2.4.2　在化工过程中的应用 23

2.4.3 水解离技术的其他应用 26

2.5 结论 27

2.6　参考文献 28

附录：双极膜电渗析的应用汇总 28

3　双极膜的离子传输和水解离——理论背景 41

3.1 引言 43

3.2　水解离机理 45

3.2.1　第二Wien效应 45

3.2.2　化学反应模型 47

3.3 双极膜的离子迁移与水解离的建模 51

3.3.1 通用方程 51

3.3.2 电流－电压曲线 53

3.3.3　膜电势 58

3.3.4 阻抗谱 60

3.4 参考文献 64

3.5　符号说明 68

4　双极膜的制备 71

4.1　摘要 73

4.2 引言 73

4.3　双极膜的组成 75

4.3.1 离子选择渗透层 76

4.3.2　界面区域（接合区域或双极膜的中间层） 79

4.3.3　其他多层结构的离子选择渗透膜 85

4.3.4 商业化双极膜的组成 88

4.4　双极膜制备工艺 90

4.4.1 制备步骤 90

4.4.2 步骤集成 92

4.4.3 可使用的双极膜制备技术 93

4.5 总结与展望 94

4.6 参考文献 95

5　双极膜的表征 99

5.1 引言 101

5.2 电流－电压曲线和直流电阻 103

5.3 与过程相关的表征 106

5.3.1　双极膜的同离子渗漏 106

5.3.2 双极膜电渗析的电流效率 111

5.3.3　一个确定变化趋势的简化模型 113

5.3.4 小结 117

5.4 阻抗谱 118

5.5　计时电势分析法 118

5.5.1 引言 118

5.5.2　理论 119

5.5.3　典型的膜属性 124

5.5.4 方法 125

5.5.5 小结 129

5.6 浓差电势 129

5.6.1 引言 129

5.6.2　取向依赖的浓差电势的测量 130

5.6.3　取向依赖的电势测量的结果与讨论 131

5.6.4　可选的取向电势测定装置及操作规程 135

5.7　稳定性 136

5.8　参考文献 137

5.9　符号说明 139

6　双极膜技术中的池设备及装置设计 143

6.1 电渗析及双极膜电渗析原理 145

6.2.2　双极膜电渗析池设计原理 146

6.2　双极膜电渗析设备 146

6.2.1 引言 146

6.2.3 经济因素 147

6.2.4　双极膜电渗析装置构件 149

6.2.5　通过计算机模拟使双极膜电渗析池设计最优化 153

6.2.6 主要商业双极膜电渗析池的技术指标 155

6.3 实际装置设计需要考虑的事项 160

6.3.1 实际电渗析系统 160

6.3.2　双极膜电渗析池的可能排布方式 163

6.3.3 影响水解离器效率的因素 163

6.3.4　单极离子交换膜的选择 165

6.3.5　操作模式的选择 169

6.4 实际应用中的装置系统设计范例 172

6.6　参考文献 175

6.5 结论 175

6.7　符号说明 176

7 电渗析水解离制备酸和碱的过程经济性 179

7.1　摘要 181

7.2 引言 181

7.3　过程的概念及一般考虑 182

7.3.1 电渗析装置的设计 184

7.3.2 电渗析过程的运行 184

7.3.3　相关的过程参数以及对过程费用的影响 184

7.3.4 工作电源以及其他仪器 185

7.3.5　膜污染的控制以及预处理程序 185

7.4 电渗析水解离过程中的成本 186

7.4.1　投资成本 186

7.4.2 电渗析水解离过程中的能量需求 189

7.4.3 电流效率 194

7.4.4　操作 196

7.4.5 电渗析水解离过程的总成本 197

7.5 成本核算实例：电渗析水解离制备盐酸和氢氧化钠 198

7.6　参考文献 205

7.7　符号说明 205

8　电驱动膜过程常用术语 209

8.1 引言 211

8.2 定义 211

8.3　参考文献 228

9　膜和装置的制造业者 229

9.1 引言 231

9.2　膜的制造业者 231

9.3　装备的制造业者 244

9.4　膜的属性 251

索引 261