选择性离子交换膜的研究进展与应用

李昱含 姜婷婷

兰州交通大学环境与市政工程学院

1 前言

一般的离子交换膜仅对阴阳离子具有选择透过性，随着膜分离技术的发展，对离子交换膜性能的要求也越来越高，逐渐发展成对同种电荷和同种价态的离子的分离。如今，选择性离子交换膜已经应用到各个领域，包括金属离子废酸液中酸的回收、皮革鞣制废液中的回收、湿法冶金行业废水的处理、工业废水中有用成分的回收与利用等。

2 选择性离子交换膜的研究基础

离子交换膜是电渗析的核心部件，通常由疏水底物、固定官能团和活性离子交换基团组成，是一种具有选择透过性的网状结构高分子功能膜，由于其固定集团上的离子形成电场可以使一些特定的离子选择性透过。最早的选择性离子交换膜是日本在1960年成功研发的一价选择性交换膜，主要运用于海水电渗析脱盐中，为了防止的渗透，从而减少CaSO4结垢。目前，离子交换膜的选择性透过机理主要有唐南平衡理论、索尔纳双电层理论和“空穴传导—双电层”假说。离子交换膜的选择性主要受溶液中离子电荷强度和膜结构固定官能团之间的静电排斥作用，和溶液中的反离子影响。除此之外，溶液中水合离子的尺寸和水合能大小也会影响其在膜中的迁移速率。

3 选择性分离膜的研究进展

3.1 提高阴离子交换膜的交联度

包括在膜的表面形成致密层及增加膜基体的致密度，一方面利用膜的筛分作用，另一方面交联度的增加还会使膜的亲水性降低，对具有不同水合离子半径的阴离子选择性分离。……