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均相膜在有机酸生产中的应用

更新时间:2023-08-23    点击次数:488

离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有无机离子交换股,但其使用尚不普通)。它与离子交换树脂相似,都是在高分子骨架上连接一个活性基团,但作用机理和方式、效果都有不同之处。当前市场上离子交换膜种类繁多,也没有统一的分类方法。一般按膜的宏观结构分为三大类:

1. 非均相离子交换膜 由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合剂中,因而其化学结构是不均匀的。

2. 均相离子交换膜 均相离子交换膜系将活性基团引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构,本身是均匀的。其化学结构均匀,孔隙小,膜电阻小,不易渗漏,电化学性能优良,在生产中应用广泛。但制作复杂,机械强度较低。

3. 半均相离子交换膜 也是将活性基团引入高分子支持物制成的。但两者不形成化学结合,其性能介于均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。

此外,离子交换膜按功能及结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同,但为膜的形式。

均相膜的应用均相膜电渗析电驱动膜分离器是在外加直流电场的作用下,利用电驱动膜的选择透过性,使离子从一部分水中迁移到另一部分水中的物理化学过程。均相膜电渗析电驱动膜分离器,就是利用多层隔室中的电驱动膜分离过程达到使水除盐的目的。

均相膜电渗析电驱动膜分离器在废水处理工程中的应用主要是废水脱盐,以及有用物质的回收和利用。

均相膜的应用在有机酸生产中的应用

传统的有机酸发酵生产下游处理工艺大多采用离子交换法。离子交换法是使有机酸盐溶液通过酸型阳离子交换柱,其中金属离子与阳离子交换树脂上的氢交换,从而转化成有机酸。

这种方法所用的离子交换柱体积庞大,离子交换树脂需反复再生,操作复杂,还要消耗大量的酸碱和洗涤用水,并产生大量废液。

若用均相膜电渗析直接从发酵液生产有机酸,借助于均相膜离解的H+将发酵液中的有机酸根转化为有机酸,离解的OH-和发酵液中的阳离子结合形成碱,再回用于发酵。


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