电渗析技术在木糖醇酸水解法制备中的应用
双极膜电渗析技术在有机酸生产中的应用进展
第３ 期
徐芝勇等 ： 双极膜 电渗析技术在有 机酸生产中的应 用进展
‘ ７・ ７
３ 双极膜 电渗 析在 有机酸发酵生产 中 应 用 的研 究进 展
在 过去 的 １ 年 里 ， 球 有 １ 家 知 名 的 工 ０几 全 ０几 厂共装 备 了大约 ２５０ｍ２的双极 膜 ．９６年 双极膜 ０ １８ 电渗析技 术首 次在 Ｗ ａｈｎ ｔｎＳｅｌＵＳ 公 司用 于 ｓｉｇｏ ｔｅ（ ） 从不锈钢 浸 洗 液 中 回 收氢 氟 酸 和 硝 酸 ． １９ 从 ９ ５年
ｔ ｄａｙｉｗｉ ｉ ｌｒ ｍｂａ ｅＥ Ｂ 的理论 和 ｒ ｉ ｓ ｔ Ｂｐ ａ ｏ ｌ ｓ ｈ ｏ Ｍｅ ｒｎ ， Ｄ Ｍ）
１ 双极膜 电渗析技术生产有机酸的原理
双极膜 是 近年来 发 展 比较 迅猛 的一 种新 型离 子 交 换 复合膜 ， 由阴 、 膜 层缔 合 而 成 ， 电场 的 作用 阳 在
极 膜 的理论 电势 只有 ０ ８ 而 电解需 ２ １Ｖ， ．３Ｖ， ． 因此
渗 析技术 可 以浓缩 发 酵 液 中 的有 机 酸 ， 以除 去 发 可
酵液 中的无机 盐离子 ． 于发 酵产 物为 有机 酸盐 的 ， 对
还 可 以实 现从 有机 酸 盐 到有 机 酸 的转 化 ， 不 需 要 而 另外 加 酸 ， 不产生 任何 酸碱盐 废 液 ． 也 因此 能够减 少
作者简介 ： 芝勇（９ ６一） 男 ， 江省 淳安市人 ， 徐 １７ ， 浙 硕士生 ， 理工 程师 ， 助 从事生物 医药产品研 发． ＊通讯 联系人 ｔ ａ ｒ
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第２ ７卷
第 ３期
电渗析水处置技巧用处说明
沈阳EDI超纯水电渗析技巧从五十年代确立以来，在工程技巧使用进程中快速崛起，在海水淡化苦淡水脱盐、海水稀释制盐、废水处置以及食品、医药、电子、电力等行业中所起的作用日积月累。
它以许多优秀的使用实例，证明了其在技巧上的先进性以及其他别离办法所不能替代的若干优越的特点。
如今正在开发和将着手开发的若干神功妙用，更是绚丽多彩。
我国是从1958年开端电渗析工程的探讨开发任务，属于世界上起步较早的国度之一。
它有如下四方面的用处：
1、从电解质溶液中别离出局部离子，使电解质溶液浓度降低。
如海水淡化、苦淡水淡化、制取工业用纯水或饮用纯洁水、放射性废水处置等。
2、把溶液中局部电解质、离子转移到另一溶液中去，并使其浓度增高。
如海水稀释制、化工产物的精制、工业残液中有用成分的回收等。
3、从无机溶液中去除电解质离子。
目前重要用于食品和医药工业。
在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中使用非常成功。
4、电解质溶液中，同电性但具有不同电荷的离子的别离和异性电荷离子的别离，只允许一价离子透过的离子交流膜稀释海水制盐，是前者工业化使用的实例。
目前电渗析器应用范围广泛，它在水的淡化除盐、海水浓缩制盐精制乳制品，果汁脱酸精和提纯，制取化工产品等方面,还可以用于食品，轻工等行业制取纯水、电子、医药等工业制取高纯水的前处理。
锅炉给水的初级软化脱盐，将苦咸水淡化为饮用水。
电渗析器适用于电子、医药、化工、火力发电、食品、啤酒、饮料、印染及涂装等行业的给水处理。
也可用于物料的浓缩、提纯、分离等物理化学过程。
电渗析还可以用于废水、废液的处理与贵重金属的回收，如从电镀废液中回收镍。
电渗析的原理
电渗析的原理
电渗析是一种利用电场和化学分析技术来分离、检测和分析样品中的离子或分子的方法。
其原理是基于电迁移速度和分子尺寸的差异，通过在两极施加电场，将带电离子或分子引导至电解质介质中的微孔或毛细管内部。
在电场的作用下，离子或分子会受到电场力的驱动，在电解质介质中进行迁移。
由于离子或分子的尺寸、电荷状态以及电解质介质的性质不同，它们在电场中的迁移速度也会有所差异。
在电渗析过程中，通过调节电场强度和方向，可以实现样品的分离。
当电场强度较弱时，迁移速度较快的离子或分子会更早到达另一极，而迁移速度较慢的离子或分子会相对滞留在起始极。
通过收集这些到达目标极的离子或分子，可以进行后续的分析。
而当电场强度较强时，具有较高电荷状态的离子或分子将更容易被引导到目标极。
通过调节电场强度和方向，可以实现对样品中离子或分子的选择性收集和分离。
电渗析技术广泛应用于化学、生化、环境监测等领域，可以用于分离和分析溶液中的离子、有机化合物、蛋白质等物质。
其优点包括操作简便、分离效率高、灵敏度高，并且电解质介质可以根据需要进行选择，适用于不同样品类型的分析。
然而，电渗析也存在一些限制，例如迁移速度差异不大的离子或分子难以有效分离，离子或分子的迁移速度受到温度和电场强度的影响等。
为了克服这些限制，可以结合其他分离技术，如电泳和层析技术，实现更高效的样品分析和检测。
电渗析法去除木糖液中杂质离子的工艺研究
经水解 、净 化 、浓 缩 、结 晶 、离 心 、烘 干 等工 序 制成 的 白色结 晶体 ，广 泛 应 用 于 轻 工 、食 品 、化
工等行 业 中。
水 处理 等行 业 中得 到 广 泛应 用 。 由于 电渗 析 技 术 具 有操 作 简便 、不 污 染 环境 ，也 不 添 加 酸 、碱 等 化 学试 剂 ，可 大幅 度 降低 食 品 及 化 工产 品 生产 过 程 的酸 、碱 消耗 ，实现 清 洁 生 产 的 目的 ，将 电渗
对稀 释后 的木 糖液 进行 测定 ，该 值 ×１０，即 为所 ０ 测木 糖液 的 电导率 。 １ ２ ３实验 操作 准确 称取 １０ ｍ ．． ０ ０ Ｌ木糖液 ，加 轻质 碳 酸 钙调 节糖 液 的 ｐ Ｈ在 ３ ４之 间 ，然 后经脱 色 、 ～
２ 结 果 与讨 论
２ １ 单 因素试验 ． ２ １ １电流密 度 ．．
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双极膜电渗析制酸碱
双极膜电渗析制酸碱
《双极膜电渗析制酸碱》
双极膜电渗析是由渗析反应和材料结合在一起，是一项重要的现代技术。
它可以使阴离子在阳离子的引力下迁移，质量渗透是一种不断转变的有机化学过程，可以实现受调控的分离。
双极膜电渗析制酸碱是一种电化学制备酸碱的方法，它利用了双极膜特性，通过过滤、渗析和充电等方式制备两种不同性质的Ion，如离子水，去离子等。
它有较为显著的优势，这种方法可以有效改变离子的浓度，控制生成的游离质，比传统的电化学制备技术更有效。
此外，双极膜电渗析制酸碱也具有很高的选择性和灵敏度，可以从复杂混成溶液中有效分离出酸碱，有助于研究及控制化学反应，是一种非常有用的现代技术。
在双极膜电渗析制酸碱的操作中，需要根据具体情况，选择合适的渗析电解质溶液及相应的操作工艺，确保该技术的准确性与安全性，以满足化学反应的要求，可确保酸碱的实施效果。
总之，双极膜电渗析是一种有效的可控分离技术，用于研究和开发酸碱。
它有着其独特的优点，以及可控性和灵敏度，可以帮助我们更好地探索化学反应领域，为人类提供新的潜力。
电渗析技术在物料脱盐领域的广泛应用与优势
电渗析技术在物料脱盐领域的广泛应用与优势电渗析技术（Electrodialysis, ED）作为一种高效的物料脱盐方法，自20世纪50年代确立以来，在工程技术应用中迅速崛起，广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、废水处理以及食品、医药、电子、电力等多个行业。
本文将详细探讨电渗析技术在物料脱盐方面的应用及其优势。
电渗析技术基本原理电渗析技术利用离子交换膜的选择透过性，在外加直流电场的作用下，使阴阳离子定向迁移并选择性过膜。
装置通常由直流电场、多对阴离子交换膜（AEM）和阳离子交换膜（CEM）以及辅助材料（如垫片、电极、密封垫片）组成。
在电场作用下，离子在膜内迁移速度加快，形成浓水室和淡水室，从而实现脱盐目的。
物料脱盐应用海水淡化与苦咸水脱盐电渗析技术在海水淡化和苦咸水脱盐方面有着显著的应用效果。
通过电渗析装置，可以将海水或苦咸水中的盐分大量去除，生产出符合饮用水标准的淡水。
这一技术不仅解决了水资源短缺的问题，还降低了海水淡化的成本，为沿海地区和内陆缺水地区提供了可靠的淡水资源。
工业废水处理在工业废水处理中，电渗析技术能够有效去除废水中的盐分和有害物质，实现废水的资源化利用。
例如，从电镀废液中回收镍等贵重金属，既减少了环境污染，又提高了资源回收率。
此外，电渗析技术还可用于处理含有高浓度盐分的化工废水，降低废水中的盐分含量，使其达到排放标准或回用标准。
食品与医药工业在食品工业中，电渗析技术可用于果汁的脱酸和提纯，提高果汁的口感和质量。
同时，该技术还可用于氨基酸类物质的除盐，如苏氨酸、苯丙氨酸等，提高产品的纯度和质量。
在医药工业中，电渗析技术可用于医药中间体的除盐，确保药品的纯净度和安全性。
化工产品的制取电渗析技术在化工产品的制取中也有广泛应用。
例如，通过电渗析技术可以制取酸、碱、盐等化工产品，同时也可用于有机物的分离和纯化。
这一技术不仅提高了化工产品的产率和纯度，还降低了生产成本和能耗。
其他应用此外，电渗析技术还可用于锅炉给水的初级软化脱盐、物料浓缩、提纯、分离等物理化学过程。
双极膜电渗析可以将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱
双极膜电渗析可以将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱什么是双极膜电渗析？双极膜电渗析是一种以离子选择性膜为界面的电化学过程，它利用电场的作用力将电解质从一侧推向另一侧，从而实现盐类分别的目的。
该技术可分别不同的离子和分子，包括高浓度的含盐水和有机物溶液。
其优点是处理过程中不涉及化学反应和化学添加剂，因此更加环保节能。
双极膜电渗析的工作原理双极膜电渗析以静电作用的方式将电解质从一侧推向另一侧。
其基本运作过程是通过选通的双极膜来分割成两个区域，一个是阴阳离子的电解质溶液，另一个是带电子的电场。
其中，双极膜表面上带有正负电荷，可以分别出带正离子和带负离子的两个区域。
在这个特定的环境中，由于电场的气力，带电的离子会穿过双极膜，从一个区域转移到另一个区域。
双极膜电渗析的应用由于双极膜电渗析可以实现盐转化为对应的酸和碱，因此在很多行业中得到了广泛的应用。
以下是双极膜电渗析的应用案例：1. 水处理双极膜电渗析可以去除水中的盐，水处理中的膜分别技术和中空纤维膜技术可以在渗透过程中去除水中的无机盐。
这种技术适合于海水淡化、纯水制备、废水处理等领域。
2. 食品加工业双极膜电渗析可以抽取含盐食品的盐分，使之成为更健康的产品。
此外，该技术还可以实现酸碱分别、吸附分别等操作，被广泛应用于乳制品和饮料加工领域。
3. 医药工业双极膜电渗析可以用于提取药品中的分别物，稀释药品，去除水中污染物等。
其应用于医药工业的领域包括基因工程制药、医疗器械制造、生物制品制造等。
4. 化学工业在化学工业中，双极膜电渗析被广泛用于分别水溶液中含盐的有机物和无机物，从而提纯化合物。
该技术也可应用于金属加工、纤维素加工、石油加工、染料加工等领域。
双极膜电渗析的优势双极膜电渗析技术有很多优势，其中最紧要的包括：1. 节省能源双极膜电渗析技术是一种低能耗的分别技术。
它可以在常温下运行，且只需要较低的电压就可以达到特定的分别效果。
2. 操作简单双极膜电渗析分别技术操作简单，无需化学添加剂，对环境友好。
双极膜电渗析技术在有机酸制备与回收中的应用
双极膜电渗析技术在有机酸制备与回收中的应用双极膜电渗析技术在有机酸制备与回收中的应用1. 引言有机酸是一类在许多行业应用广泛的化学品，包括食品、制药、农业等领域。
然而，传统的有机酸制备方法通常存在诸多问题，如反应产物难以分离纯化、化学试剂消耗大、对环境不友好等。
为了解决这些问题，科学家们不断努力寻找新的酸基制备和回收技术。
近年来，双极膜电渗析技术作为一种应用广泛的分离和浓缩技术，在有机酸制备与回收领域展示出了巨大的潜力。
2. 双极膜电渗析技术的原理及优势双极膜电渗析技术是利用带电的聚合物膜，基于电渗析和电解质选择性渗透原理，实现分子的选择性转移和纯化。
传统的反渗透膜技术仅适用于纯水处理，而双极膜电渗析技术则可以广泛应用于有机酸制备与回收过程中。
双极膜电渗析技术的优势主要体现在以下几个方面：1) 简单高效：双极膜电渗析技术的操作相对简单，不需要使用大量的化学试剂，从而减少了废物产生和环境污染。
2) 选择性渗透：通过调节膜的特性，可以实现对特定有机酸的高效分离和回收，同时去除杂质和水分。
3) 可调性强：双极膜电渗析技术可以根据具体的需求进行调节和优化，以实现最佳的分离效果。
3. 双极膜电渗析技术在有机酸制备中的应用双极膜电渗析技术在有机酸制备中有着广泛的应用。
以柠檬酸的制备为例，传统的方法通常采用化学合成或酶法合成，但存在分离困难和反应条件容易受到限制的问题。
而双极膜电渗析技术可以有效解决这些问题。
在双极膜电渗析技术中，通过选择和设计合适的聚合物膜以及优化操作条件，使得柠檬酸通过正负极膜的渗透和选择性转移，实现柠檬酸的纯化和回收。
该技术具有高效、经济、环保等优点，在柠檬酸制备中显示出了广大市场和应用前景。
4. 双极膜电渗析技术在有机酸回收中的应用有机酸回收是有机酸制备过程中的一个重要环节，传统的回收方法往往存在效率低、产生大量废液等问题。
双极膜电渗析技术在有机酸回收中的应用可以解决这些问题。
通过调节膜的特性和操作条件，双极膜电渗析技术可以实现有机酸的高效回收。
双极膜电渗析技术在制酸领域的研究进展
第４９卷第１期２０２０年１月应㊀用㊀化㊀工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ.４９Ｎｏ.１Ｊａｎ.２０２０收稿日期:２０１９￣０７￣０３㊀㊀修改稿日期:２０１９￣０８￣１６基金项目:国家自然科学基金(２１６０６２３５)作者简介:闫凯旋(１９９４－)ꎬ男ꎬ江苏宿迁人ꎬ在读硕士研究生ꎬ师从刘俊生教授ꎬ从事化学传递及分离工程㊁废水处理和再利用研究ꎮ电话:１３８５６５６２９０３ꎬＥ－ｍａｉｌ:７３５８９５９６４＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯联系人:刘俊生ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｊｓｌｉｕ＠ｈｆｕｕ.ｅｄｕ.ｃｎ双极膜电渗析技术在制酸领域的研究进展闫凯旋１ꎬ２ꎬ郑强松１ꎬ刘俊生１ꎬ陈向荣２ꎬ檀胜２ꎬ杭晓风２(１.合肥学院生物食品与环境学院ꎬ安徽合肥㊀２３０６０１ꎻ２.中国科学院过程工程研究所ꎬ北京㊀１００１９０)摘㊀要:介绍了近年来为提高双极膜性能出现的新型制备工艺ꎬ分析了不同膜堆构型在酸制备过程中的适用性ꎮ综述了双极膜电渗析技术在制备有机酸㊁无机酸领域的最新研究进展ꎬ特别是将双极膜电渗析技术与现有技术的耦合应用方面以降低双极膜电渗析制酸成本ꎬ提高其市场竞争力ꎮ最后对实现制酸产业 零排放 的前景进行了展望ꎮ关键词:双极膜电渗析ꎻ有机酸ꎻ无机酸ꎻ耦合应用中图分类号:ＴＱ６２８.８㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１６７１－３２０６(２０２０)０１－０１９６－０６ＡｄｖａｎｃｅｏｆｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆａｃｉｄＹＡＮＫａｉ￣ｘｕａｎ１ꎬ２ꎬＺＨＥＮＧＱｉａｎｇ￣ｓｏｎｇ１ꎬＬＩＵＪｕｎ￣ｓｈｅｎｇ１ꎬＣＨＥＮＸｉａｎｇ￣ｒｏｎｇ２ꎬＴＡＮＳｈｅｎｇ２ꎬＨＡＮＧＸｉａｏ￣ｆｅｎｇ２(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＦｏｏｄａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳａｆｅｔｙꎬＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨｅｆｅｉ２３０６０１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１００１９０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｎｅｗｍｅｍｂｒａｎｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓꎬａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｍｂｒａｎｅｓｔａｃｋｃｏｎｆｉｇｕｒａ￣ｔｉｏｎｓｉｎａｃｉｄｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ.ＴｈｅｌａｔｅｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＢＭＥＤｉｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄｓａｎｄｉｎ￣ｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄｓｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ.ＩｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｕｌｄｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢＭＥＤａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｍａｒｋｅｔｃｏｍｐｅｔｉ￣ｔｉｖｅｎｅｓｓ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｒｅａｌｉｚｉｎｇｚｅｒｏｅｍｉｓｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅａｃｉｄ￣ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｉｓｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ(ＢＭＥＤ)ꎻｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄꎻｉｎｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄꎻｃｏｕｐｌｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀酸产品是重要的工业生产资料ꎬ可分为有机酸和无机酸两大类ꎮ有机酸主要是由微生物发酵液酸化沉淀制得ꎬ该过程包含酸化㊁沉淀㊁过滤㊁蒸发等繁杂操作ꎬ而无机酸的制备工艺多涉及复杂的化学反应过程ꎮ传统制酸工艺不仅引入大量的化学药剂ꎬ生产成本高ꎬ且工艺过程复杂ꎬ所排放的 三废 更是给环境带来了巨大压力[１￣３]ꎮ离子交换法是常用的制酸工艺ꎬ凭借树脂的廉价和工艺的高度成熟等优点被广泛应用于有机酸和无机酸的生产ꎮ但树脂再生会产生大量的酸㊁碱废水ꎬ处理难度大㊁易造成环境污染ꎮ为了克服这些问题ꎬ有研究者尝试采用电渗析技术以盐溶液制备酸产品ꎬ该工艺过程相对简单ꎬ污染较少[４]ꎮ但电渗析能耗较高ꎬ设备安装复杂ꎬ且不能为酸根提供Ｈ＋ꎬ需要引入大量外源酸ꎬ极大地增加了产品酸受污染的风险ꎬ产生的盐水也成为重要的环境负担ꎮ双极膜电渗析(ＢＭＥＤ)技术在绿色化㊁节能化㊁高效化产酸方面更具优势ꎬ在将盐同步转化为对应碱和酸的同时ꎬ不需要添加化学药剂且几乎不副产废水ꎬ相比普通电渗析ꎬ其能耗更低ꎬ效率较高ꎮ１㊀双极膜水解离机理双极膜(ＢＰＭ)是一种由阴离子交换层(ＡＥＬ)㊁阳离子交换层(ＣＥＬ)和中间界面层(ＩＬ)组成的复合离子交换膜[５]ꎮ当在双极膜两侧施加反向电压时ꎬ带电离子分别通过阴㊁阳离子交换层向双极膜两侧主体溶液迁移ꎬ中间界面层内离子耗竭并形成高电势梯度(１０８Ｖ/ｍ)ꎬ从而使水分子发生解离ꎮ水解离生成的ＯＨ－和Ｈ＋在电场力作用下分别迁移进入两侧的主体溶液[６]ꎬ同时溶液中的水通过扩散作第１期闫凯旋等:双极膜电渗析技术在制酸领域的研究进展用进入中间层补充被解离的水分子(见图１)ꎮ对于发生在双极膜的水解离电化学现象目前还未有统一的理论解释ꎬ常用于描述双极膜水解离的模型主要有Ｓｅｃｏｎｄｗｉｅｎｅｆｆｅｃｔ模型(ＳＷＥ)㊁化学反应模型(ＣＨＲ)和中和层模型[７]ꎮＳＷＥ模型假设双极膜紧密结合无缝隙ꎬ通直流电后ꎬ中间层的电解质离子分别通过阴㊁阳膜迁移出来ꎬ形成 耗尽层 ꎮ阴㊁阳离子膜结合处只剩下未被补偿的固定电荷ꎬ可移动的离子浓度很低甚至没有ꎬ此区域的水分子发生解离ꎮ由于 耗尽层 场强非常高ꎬ水的解离相当于弱电解质解离ꎬ离子产生的速率可以视为水的解离速度ꎬ重新结合的ＯＨ－和Ｈ＋忽略不计[８]ꎮ但是ＯＮＳＡＧＥＲ提出的ＳＷＥ模型只适用于Ｅ＝１０７~１０８Ｖ/ｍꎬ对更高场强的适用性尚无人证实ꎮＣＨＲ模型是由Ｓｉｍｏｎｓ提出的另一个水解离理论ꎬ该理论认为水的解离主要是由于双极膜内阴离子交换层或阳离子交换层上的离子交换基团夺取水分子的质子ꎬ然后通过官能团传递释放质子到双极膜外ꎬ即活性基团的质子化和去质子化ꎮ目前ꎬ通过在中间层添加催化剂以降低双极膜电势㊁降低水解离活化能㊁加快水解离速率成为增强双极膜性能的重要手段[９]ꎮ中和层模型[１０]认为阴㊁阳离子交换层膜界面处还存在中性层(中和层)ꎬ水的解离发生在单个离子交换层中ꎬ也发生在离子交换层与中性层的接触界面中ꎮ目前该理论较少被提及ꎬ且不适用于没有中性层的双极膜ꎬ比如在同一基膜两侧引入不同交换基团制成的双极膜就没有中性层ꎮ图１㊀双极膜结构示意图Ｆｉｇ.１㊀Ｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍ２㊀双极膜的制备和膜堆构型２.１㊀双极膜的制备工艺双极膜作为ＢＭＥＤ的核心部件ꎬ其自身性能直接影响到双极膜电渗析的制酸碱能力ꎬ制备高性能的双极膜对推动ＢＭＥＤ技术在制酸领域发展具有重要意义ꎮ为了增强双极膜的各项性能(如跨膜电压降㊁水解离速率㊁膜层稳定性㊁耐酸碱及耐温性等)ꎬ出现了包括热压成型法㊁粘合成型法㊁延流成型法㊁基膜两侧分别引入阴阳离子交换基团法㊁无机材料粘合法等在内的多种双极膜制备工艺ꎮ其中延流成型法制作的双极膜结构紧密㊁具有极好的化学稳定性和机械稳定性ꎬ制作工艺简单ꎬ成本较低ꎬ是目前制备双极膜的主流工艺[６]ꎮ但上述方法在膜层厚度的精确控制和中间层结构的可塑性方面存在一定的欠缺ꎮ特别是中间层作为水的解离区域ꎬ对双极膜的性能有着极其重要的影响ꎮＡｋｉｈｉｋ等[１１]通过静电纺丝技术用离子交换树脂在商业化ＡｃｉｐｌｅｘＫ５０１阳膜上制出纳米纤维中间层ꎬ利用纳米纤维较高的比表面积增加反应活性位点进而促进了水的解离ꎮ但由于双极膜的阴㊁阳层仍为延流法制作ꎬ该方法制备的双极膜普遍存在各膜层间结合力不强㊁相互渗透严重㊁膜整体结构不稳定等问题ꎮ为此ꎬ陈晓等[１２]尝试将不同聚合物纺丝材料按照阳离子交换层(或阴离子交换层)㊁中间层㊁阴离子交换层(或阳离子交换层)的顺序连续静电纺丝ꎬ再通过化学交联或者热压稠密化得到完整的多层结构双极膜ꎬ制成的ＡＰＡＭ/ＣＳ￣ＰＶＡＬ型纳米纤维双极膜显示出较好的溶胀性和界面结构稳定性ꎬ将膜置于６０ｍＡ/ｃｍ２条件下ꎬ测得该双极膜跨膜电压６.１Ｖꎬ远低于延流法制备双极膜的８.１Ｖꎮ为进一步增强双极膜的稳定性ꎬ提高ＢＭＥＤ的制酸性能ꎬＳｈｅｎ等[１３]分别以ＱＰＰＯ㊁磺化聚醚醚酮(ＳＰＥＥＫ)为阴阳离子交换层的纺丝液ꎬ以Ａｌ(ＯＨ)３纳米颗粒为中间层催化剂制备出拥有阴阳膜互穿３Ｄ结构的双极膜ꎮ该３Ｄ结构有效控制了双极膜在高电流密度条件和频繁启停条件下膜分层起泡现象ꎬ同时处在３Ｄ孔道内的催化剂大幅增加了水解离效率ꎮ实验还测得双极膜在１０００ｍＡ/ｃｍ２的高电流密度下稳定运行ꎬ且未发生严重的不可逆损伤ꎮ另外ꎬ致密的外层离子束提高了离子膜的选择性(几乎不发生同离子泄露)ꎬ这对制备高纯度酸具有重要意义ꎮ虽然通过诸如静电纺丝㊁雾化喷涂等新工艺能够通过精准控制膜层厚度㊁均匀喷涂催化剂㊁甚至塑造更牢固的中间层结构来提高双极膜的各项性能[１４]ꎬ但所制备的双极膜在频繁启停㊁长运行时间㊁高温等复杂条件下使用的稳定性还有待检验ꎮ２.２㊀ＢＭＥＤ膜堆构型为了提高双极膜电渗析技术的制酸效率ꎬ除了要提高膜性能外ꎬ还需优化膜堆构型ꎬ不同的膜堆构型在制酸时的能耗㊁效率㊁产率㊁产品纯度差别较大ꎮ目前３种典型的ＢＭＥＤ构型见图２ꎬ仅由双极膜和阴离子交换膜构成一个单元的两隔室构型称为阴离７９１应用化工第４９卷子交换膜￣双极膜构型(ＢＰ￣Ａ)ꎮ由双极膜和阳膜构成的构型称为阳离子交换膜￣双极膜构型(ＢＰ￣Ｃ)ꎮ由双极膜同时结合阴㊁阳离子交换膜构成的三隔室则称为双极膜￣阴￣阳离子交换构型(ＢＰ￣Ａ￣Ｃ)ꎮａ.ＢＰ￣Ａ两隔室构型ｂ.ＢＰ￣Ｃ两隔室构型ｃ.ＢＰ￣Ａ￣Ｃ三隔室构型图２㊀ＢＭＥＤ经典构型Ｆｉｇ.２㊀ＴｙｐｉｃａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＢＭＥＤ㊀㊀ＢＰ￣Ａ￣Ｃ三隔室构型是化工生产及高盐废水处理和无机酸制备的常用结构ꎬ其最大的特点是能够将盐同时转化为相应酸和碱ꎬ多适用于处理在水中易解离的盐溶液和产生纯度较高的酸液和碱液ꎮ但三隔室结构由于膜层较多ꎬ相应电阻较大ꎬ当物料只需要酸化或碱化处理时ꎬ两隔室构型反而在降低能耗和成本方面更具优势ꎬ特别是在有机酸的生产中ꎬ由于许多发酵液中弱酸盐的弱解离特点ꎬ电导率低ꎬ电阻高ꎬ此时两隔室构型的高效率㊁低能耗优势更加明显ꎮ例如Ｘｕ等[１５]在研究不同隔室构型对不同价态有机酸处理时ꎬ从能耗㊁电流效率㊁产酸率等方面考虑ꎬ得出两隔室构型更适合于多数有机酸制备的结论ꎮ当然也有一些特殊的无机盐产酸过程更加适合两隔室构型ꎬＣａｏ等[１６]在用模拟氯化铵废水产酸碱的研究中ꎬ发现三隔室构型中碱室所产的高浓度一水合氨易挥发ꎬ不易解离ꎬ高电阻极大地影响了ＢＭＥＤ制酸性能ꎬ而利用ＢＰ￣Ａ型两隔室构型将氯化铵盐液和一水合氨混流ꎬ极大降低了ＢＭＥＤ过程的电阻和能耗ꎮ以上述三种基本构型为基础ꎬ还可根据需要将双极膜和均相膜以不同的形式组合组装成多步ＢＭＥＤ构型[１７]㊁ＢＰ￣Ｃ￣Ｃ构型[１８￣１９]㊁ＢＰ￣Ａ￣Ａ￣Ｃ构型[２０]等多种新构型ꎮ３㊀双极膜电渗析技术制酸研究３.１㊀ＢＭＥＤ制备有机酸３.１.１㊀ＢＭＥＤ制取可溶性有机酸㊀Ｓｚｃｚｙｇｉｅｌｄａ等[２１]采用模拟琥珀酸钠溶液确定最优的操作参数ꎬ然后以实际发酵液为原料ꎬ当系统运行到１８０ｍｉｎ时琥珀酸浓度达到２０.２ｇ/Ｌꎮ与以模拟溶液为进料液相比ꎬ琥珀酸离子的转移减少了３５％ꎬ推测是无机化合物和其他生物成分沉积造成的膜污染阻碍了离子的跨膜运输ꎮ为减轻类似因发酵液内有机物和无机化合物对膜表面造成的污染ꎬ可以在实际发酵液进入双极膜前对其进行预处理ꎮ例如冯涛等[２２]发明的一种ＢＭＥＤ制酸工艺将含葡萄糖酸钠的发酵液经过预过滤去除大颗粒悬浮物再经过微孔过滤器截留大分子量污染物ꎬ降低了ＢＭＥＤ膜堆受污染的程度和清洗频率ꎮ为放大ＢＭＥＤ制酸工艺的绿色节能优势以提高其竞争力ꎬ学者们通过将其他技术的引入降低ＢＭＥＤ产酸的能耗和碳足迹ꎮ采用ＢＭＥＤ技术制取柠檬酸的相关研究较早被提出ꎬ早期研究表明用ＢＭＥＤ制取柠檬酸是一种能耗低㊁污染少的新工艺[２３￣２４]ꎬ但目前还没有将ＢＭＥＤ用于柠檬酸回收的工业化应用报道ꎬ其主要原因是膜堆投资和维护成本较高[２５]ꎮ为进一步降低ＢＭＥＤ制备有机酸的能耗从而降低成本ꎬ生物电化学系统(ＢＥＳｓ)被引入ＢＭＥＤ制备有机酸的研究ꎮ将ＢＥＳｓ产生的外源电子与ＢＭＥＤ整合构成了微生物电解脱盐化学生产单元(ＭＥＤＣＣ)[２６]ꎮＭＥＤＣＣ工艺由于部分电源是由ＢＥＳｓ提供ꎬ所以能耗很低ꎮＬｉｕ等[２７]将ＭＥＤＣＣ用于生产苹果酸(图３)ꎮ在恒压１.０Ｖ条件下ꎬＭＥＤＣＣ能将０.３ｍｏｌ苹果酸钠转化为０.２３ｍｏｌ苹果酸ꎬ最大电流密度是ＢＭＥＤ工艺的５倍ꎮ由于５０％的能量由阳极的微生物提供ꎬ能耗仅为普通ＢＭＥＤ过程的１０％~３０％ꎮＬｕｏ等[２５]研究了用ＭＥＤ￣ＣＣ制备柠檬酸ꎬ在最佳操作模式下ꎬＭＥＤＣＣ的最低电耗为(０.８１ʃ０.０３)ｋＷｈ/ｋｇꎬ仅为其他电渗析过程８９１第１期闫凯旋等:双极膜电渗析技术在制酸领域的研究进展能耗的１０％~４０％ꎮＭａｒｔａ等[２８]通过反馈控制回路将太阳能产生的可变电流用于ＢＭＥＤ产酸ꎬ将单位产酸能耗从７.３ｋＷｈ/ｋｇ降低到４.４ｋＷｈ/ｋｇꎬ进一步减少了ＢＭＥＤ过程的碳足迹ꎮ图３㊀ＭＥＤＣＣ生产苹果酸结构原理图[２７]Ｆｉｇ.３㊀ＭＥＤＣＣｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍａｌｉｃａｃｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｈｅｍａｔｉｃ３.１.２㊀ＢＭＥＤ制取难溶性有机酸㊀基于双极膜的水解特性ꎬ将有机盐转化为有机酸不是十分困难ꎬ但一些酸ꎬ如葵二酸㊁水杨酸等难溶或者不溶于水的有机酸因其极低的溶解度会给膜堆带来巨大的叠加电压降甚至堵塞膜堆ꎬ限制盐的转换ꎮ虽然通过提高温度可以提高酸的溶解度ꎬ但由于离子交换膜的使用温度区间有限ꎬ高温会减少膜的使用寿命ꎬ甚至会损毁膜片ꎮＺｈａｎｇ等[２９]用乙醇和水的混合溶液为介质与ＢＭＥＤ组成两相双极膜电渗析(ＴＰＢＭＥＤ)以达到将葵二酸钠转化为葵二酸的目的ꎮ乙醇溶解葵二酸的同时ꎬ水相还能溶解更多无机电解质减小堆电阻ꎬ结果表明ꎬ由于ＢＰ￣Ｃ型ＴＰＭＢＥＤ对葵二酸的溶解度高且成本容易接受ꎬ是一种经济有效的制葵二酸方法ꎮＬｉｕ等[３０]也采用类似的ＴＰＢＭＥＤ系统制备水杨酸ꎬ所用膜堆有效膜面积７.０７ｃｍ２ꎬ取得了良好的效果ꎮ通过添加有机溶剂提高有机酸溶解度的方法虽然可以实现ＢＭＥＤ生产难溶有机酸ꎬ但是双极膜膜层与有机溶剂接触会发生溶胀现象ꎬ特别是大尺寸的膜片溶胀现象更为严重[２９]ꎮＲｏｔｔｉｅｒｓ等[１８]通过使膜反向偏振来分离阴离子交换和阳离子交换层ꎬ将阴㊁阳离子交换层分别放入由不同有机溶剂与０.５ｍｏｌ/Ｌ水杨酸钠和水的组成的混合液中ꎬ２４ｈ以后发现含不同有机溶剂的混合液会对阴㊁阳离子交换的厚度产生影响ꎬ这种溶剂混合物引起的溶胀行为会导致双极膜的形态发生变化ꎬ进而导致高电压降ꎬ甚至造成双极膜损坏无法使用ꎮ上述Ｌｉｕ等[３０]实验中双极膜与有机溶剂混合液直接接触ꎬ却没有明显溶胀现象的发生ꎬ这主要是因为其膜片有效面积仅为７.０７ｃｍ２ꎬ小膜堆的膜片拥有更大的边缘表面积比ꎬ膜更容易夹紧ꎬ拥有更好的抗形态变化能力ꎬ所以受溶剂混合物影响较小ꎬＢＭＥＤ性能未受明显影响[１８]ꎮ为了使大尺寸膜片也能生产难溶有机酸ꎬＲｏｔ￣ｔｉｅｒｓ等[１８]设计了一种ＢＰ￣Ｃ￣Ｃ构型ＢＭＥＤ(见图４)ꎬ膜片有效面积６４ｃｍ２ꎮ该设计用两张阳离子交换膜包裹含有机溶剂和盐的共混物料ꎬ从而避免双极膜和有机溶剂的直接接触ꎬ解决了双极膜由于受有机物浸泡而产生的溶胀问题ꎮ图４㊀ＢＰ￣Ｃ￣Ｃ构型示意图[１８]Ｆｉｇ.４㊀ＢＰ￣Ｃ￣Ｃｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ３.２㊀ＢＭＥＤ制备无机酸由于ＢＭＥＤ制酸工艺投资成本高ꎬ与传统制酸工艺相比经济性优势不明显ꎬ特别是无机酸的制备规模较大ꎬＢＭＥＤ的成本劣势更加突出ꎮ许多无机酸制备研究以处理高浓度无机盐废水[１７ꎬ３１￣３２]或者回收重金属等为目的展开ꎮ不过ＢＭＥＤ技术与传统方法相比产酸品质较高ꎬ有利于提高酸产品的价值ꎬ因此出现了一批围绕清洁制备高品质无机酸的实验研究ꎮ乔婧等[３３]用ＢＭＥＤ技术以提溴吸收完成液(ＮａＢｒ)为原料制备ＨＢｒ和ＮａＯＨꎬ考察电流密度㊁盐浓度㊁盐室ｐＨ等操作条件对ＢＭＥＤ性能的影响ꎬ实验表明在电流强度２.５~３Ａꎬ盐初始浓度４０~５０ｇ/Ｌꎬ酸碱初始浓度０.１~０.２ｍｏｌ/Ｌ时电流效率较高ꎬ能耗较低ꎮ解决了传统精制溴产品工艺中操作程序繁琐㊁设备占地大㊁污水产量大等问题ꎮ次磷酸是一种重要的精细化工原料ꎬ特别是高纯品次磷酸在精密电子加工领域有重要应用ꎮ为克服离子交换工艺的固有缺陷ꎬ杭晓风等[３４]发明了一种用三隔室构型ＢＭＥＤ制备次磷酸的工艺ꎬ以次磷酸钠为原料精制次磷酸ꎮ该工艺简单㊁单位产酸能耗低㊁无二次污染㊁易进行工业化放大ꎮ中试制备的次磷酸浓度高达３５~１８０ｇ/Ｌꎬ副产物ＮａＯＨ浓度为１５~１００ｇ/Ｌꎬ可用于次磷酸生产过程中的ｐＨ调节ꎮ但由于双极膜的非理想选择透过性ꎬ碱室内的Ｎａ＋通过双极膜泄露进入酸室ꎬ这种同离子泄露现象降低了次磷酸的纯度和品质ꎮ为进一步提高次磷酸纯度降低Ｎａ＋污染ꎬ沈江南等[３５]将离子交换技９９１应用化工第４９卷术应用于ＢＭＥＤ精制次磷酸的后处理ꎬ将Ｎａ＋含量从２００ｍｇ/Ｌ成功降低至２０ｍｇ/Ｌꎮ通过ＢＭＥＤ技术与离子交换技术的耦合应用ꎬ实现了高纯品次磷酸的清洁化制备ꎮ４ 结束语近年来ꎬＢＭＥＤ技术在酸制备领域表现出巨大的应用潜力ꎮ但双极膜的性能和成本问题仍是限制其在制酸领域大规模应用的重要因素ꎮ虽然静电纺丝等新工艺制备的双极膜在低膜层电阻㊁强界面层稳定性㊁中间层高水解离效率㊁耐高电流密度等方面取得一定进步ꎮ但所制双极膜在复杂料液环境㊁长时间㊁高温等复杂运行条件下的稳定性还需要更深入的研究ꎮ另外ꎬ膜堆构型对ＢＭＥＤ制酸性能具有重要影响ꎬ要综合考虑制酸过程中的酸碱的溶解度㊁解离程度㊁挥发性等特性ꎬ选择和设计合适的膜堆构型ꎮ制备高性能双极膜和设计新构型膜堆有利于提高制酸效能并降低系统成本ꎬ但现阶段双极膜的制备和膜堆构型发展相对平缓ꎬ近期难以取得重大突破ꎮ从近几年ＢＭＥＤ在制酸领域的最新进展来看ꎬ将ＢＭＥＤ技术与生物电池㊁ＲＯ㊁离子交换㊁电渗析㊁太阳能等现有成熟技术耦合应用或许是降低ＢＭＥＤ成本ꎬ提高制酸性能的可行策略ꎮ未来ꎬ更多新型技术的集成化应用将有助于促进ＢＭＥＤ技术在制酸领域的工业化应用ꎬ并最终实现生产过程的 零排放 ꎮ参考文献:[１]㊀ＳｚｃｚｙｇｉｅłｄａＭꎬＰｒｏｃｈａｓｋａＫ.Ａｌｐｈａ￣ｋｅｔｏｇｌｕｔａｒｉｃａｃｉｄｐｒｏ￣ｄｕｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ５３６:３７￣４３. [２]ＧｕｏＡＨꎬＷａｎｇＦＳꎬＺｈａｎｇＢＧ.Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｔｉｃｐｒｏｄｕｃ￣ｔｉｏｎｏｆｈｙｐｏｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓａｃｉｄｗｉｔｈｓｉｘ￣ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｅｌｅｃ￣ｔｒｏｌｙｔｉｃｃｅｌｌａｎｄＴｉ￣ＰｂＯ<ｓｕｂ>２</ｓｕｂ>ａｎｏｄｅ[Ｊ].Ａｄ￣ｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１０ꎬ９６:６７￣７０. [３]ＡｃｈｏｈＡꎬＺａｂｏｌｏｔｓｋｙＶꎬＭｅｌｎｉｋｏｖＳ.Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ￣ｏｒｇａｎｉｃｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｎａｐｈｔｅｎａｔｅｓｉｎｔｏｎａｐｈｔｅｎｉｃａｃｉｄｓａｎｄａｌｋａｌｉｂｙｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ[Ｊ].ＳｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ２１２:９２９￣９４０.[４]ＤｕａｎＸꎬＷａｎｇＣꎬＷａｎｇＴꎬｅｔａｌ.Ｃｏｍｂ￣ｓｈａｐｅｄａｎｉｏｎｅｘ￣ｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｔｏｅｎｈａｎｃｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｙｅｌｅｃｔｒｏ￣ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉ￣ｅｎｃｅꎬ２０１９ꎬ５７３:６４￣７２.[５]ＷａｎｇＱꎬＷｕＢꎬＪｉａｎｇＣꎬｅｔａｌ.Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｗａｔｅｒｄｉｓｓｏ￣ｃｉａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎａｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｗｉｔｈａｍｉｎｏ￣ｆｕｎｃ￣ｔｉｏｎａｌｉｚｅｄＭＩＬ￣１０１[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ５２４:３７０￣３７６.[６]刘颖ꎬ王建友.双极膜制备及改性研究进展[Ｊ].化工进展ꎬ２０１６ꎬ３５(１):１５７￣１６５.[７]夏敏ꎬ操容ꎬ叶春松ꎬ等.双极膜电渗析技术在工业高含盐废水中的应用[Ｊ].化工进展ꎬ２０１８ꎬ３７(７):２８２０￣２８２９.[８]ＭａｒｔｉｎｅｚＲＪꎬＦａｒｒｅｌｌＪ.Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｅｎｈａｎｃｅ￣ｍｅｎｔｏｆｗａｔｅｒｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｒａｔｅｓｉｎｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ[Ｊ].Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１９ꎬ５８(２):７８２￣７８９.[９]朱雯.双极膜的制备及水解离性能研究[Ｄ].北京:北京化工大学ꎬ２０１４.[１０]ＳｉｍｏｎｓＲꎬＫｈａｎａｒｉａｎＧ.Ｗａｔｅｒｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｉｎｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ:Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｏｒｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍ￣ｂｒａｎｅＢｉｏｌｏｇｙꎬ１９７８ꎬ３８(１/２):１１￣３０.[１１]ＷａｋａｍａｔｓｕＹꎬＭａｔｓｕｍｏｔｏＨꎬＭｉｎａｇａｗａＭꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｏｎ￣ｅｘｃｈａｎｇｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｆａｂｒｉｃｓｏｎｗａｔｅｒｓｐｌｉｔｔｉｎｇｉｎｂｉｐｏ￣ｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄ＆ＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２００６ꎬ３００(１):４４２￣４４５.[１２]陈晓ꎬ陈丽金ꎬ陈日耀ꎬ等.静电纺丝法制备聚丙烯酰胺/壳聚糖￣聚乙烯醇双极膜[Ｊ].高分子材料科学与工程ꎬ２０１５ꎬ３１(５):１５４￣１５８.[１３]ＳｈｅｎＣꎬＷｙｃｉｓｋＲꎬＰｉｎｔａｕｒｏＰＮ.Ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｌｅｃ￣ｔｒｏｓｐｕｎｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｗｉｔｈａ３Ｄｊｕｎｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｅｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ１０(６):１４３５￣１４４２. [１４]朱希ꎬ沈春晖ꎬ金怀洋ꎬ等.静电纺丝技术在双极膜制备中的研究进展[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０１８(２):１３７￣１４２.[１５]ＷａｎｇＹꎬＮｉＺꎬＨｕａｎｇＣꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍｏｎｏｐｒｏｔｉｃꎬｄｉｐｒｏｔｉｃꎬａｎｄｔｒｉｐｒｏｔｉｃｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄｓｂｙｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙ￣ｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ:Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｅｌｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１１ꎬ３８５(１/２):２２６￣２３３.[１６]ＬｉＹꎬＳｈｉＳꎬＣａｏＨꎬｅｔａｌ.Ｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙ￣ｓｉｓｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄａｎｄａｍｍｏｎｉａｆｒｏｍｓｉｍｕｌａｔｅｄａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ[Ｊ].ＷａｔｅｒＲｅｓꎬ２０１６ꎬ８９:２０１￣２０９.[１７]ＮｏｇｕｃｈｉＭꎬＮａｋａｍｕｒａＹꎬＳｈｏｊｉＴꎬｅｔａｌ.Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｒｅ￣ｍｏｖａｌａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｂｏｒｏｎｆｒｏｍｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｍｕｌｔｉ￣ｓｔｅｐｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａ￣ｔｅｒＰｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ２３:２９９￣３０５.[１８]ＲｏｔｔｉｅｒｓＴꎬＢｒｕｇｇｅｎＶＤＢꎬＰｉｎｏｙＬ.Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓａｌｉｃｙｌ￣ｉｃａｃｉｄｉｎａｔｈｒｅｅｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏ￣ｄｉａｌｙｓｉｓｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１７ꎬ５４:１９０￣１９９.[１９]ＨｕａｎｇＣꎬＸｕＴꎬＪａｃｏｂｓＭＬ.Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｆｌｕｅ￣ｇａｓｄｅｓｕｌ￣ｆｕｒｉｚｉｎｇａｇｅｎｔｓｂｙｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＡｉｃｈｅＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１０ꎬ５２(１):３９３￣４０１.[２０]ＭｉａｏＭꎬＱｉｕＹꎬＹａｏＬꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＮꎬＮꎬＮ￣ｔｒｉｍｅ￣ｔｈｙｌ￣１￣ａｄａｍａｎｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｗｉｔｈｈｉｇｈｐｕｒｉｔｙｖｉａｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＳｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｕｒ￣ｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ２０５:２４１￣２５０.[２１]ＳｚｃｚｙｇｉｅłＤａＭꎬＡｎｔｃｚａｋＪꎬＰｒｏｃｈａｓｋａＫ.Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ００２第１期闫凯旋等:双极膜电渗析技术在制酸领域的研究进展ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｕｃｃｉｎｉｃａｃｉｄｆｒｏｍｐｏｓｔ￣ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｂｒｏｔｈｂｙｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ(ＥＤＢＭ)[Ｊ].Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ＆ＰｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１７ꎬ１８１(３０):５３￣５９.[２２]冯涛ꎬ邓传东ꎬ易家祥.一种葡萄糖酸的双极膜电渗析法生产工艺:ＣＮꎬ１０４３２８４５２Ａ[Ｐ].２０１５￣０２￣０４. [２３]ＰｉｎａｃｃｉＰꎬＲａｄａｅｌｌｉＭ.Ｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｃｉｔｒｉｃａｃｉｄｆｒｏｍｆｅｒ￣ｍｅｎｔａｔｉｏｎｂｒｏｔｈｓｂｙｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍ￣ｂｒａｎｅｓ[Ｊ].Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎꎬ２００２ꎬ１４８(１):１７７￣１７９. [２４]ＸｕＴꎬＹａｎｇＷ.Ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｐｒｏ￣ｃｅｓｓｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓＩｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ２００２ꎬ４１(６):５１９￣５２４. [２５]ＬｕｏＨꎬＣｈｅｎｇＸꎬＬｉｕＧꎬｅｔａｌ.Ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇａｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ５２３:１２２￣１２８. [２６]ＣｈｅｎＳꎬＬｉｕＧꎬＺｈａｎｇＲꎬｅｔａｌ.Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏ￣ｂｉａｌｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌ￣ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｅｌｌｆｏｒｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓａｃｉｄａｎｄａｌｋａｌｉｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌꎬ２０１２ꎬ４６(４):２４６７￣２４７２. [２７]ＬｉｕＧꎬＬｕｏＨꎬＷａｎｇＨꎬｅｔａｌ.Ｍａｌｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇａｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１４ꎬ４７１:１７９￣１８４. [２８]Ｈｅｒｒｅｒｏ￣ＧｏｎｚａｌｅｚＭꎬＤｉａｚ￣ＧｕｒｉｄｉＰꎬＤｏｍｉｎｇｕｅｚ￣ＲａｍｏｓＡꎬｅｔａｌ.Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｏｌａｒｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｓ[Ｊ].Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎꎬ２０１８ꎬ４３３:１５５￣１６３. [２９]ＺｈａｎｇＦꎬＨｕａｎｇＣꎬＸｕＴ.Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｅｂａｃｉｃａｃｉｄｕｓｉｎｇｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ[Ｊ].Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２００９ꎬ４８(１６):７４８２￣７４８８.[３０]ＬｉｕＸꎬＬｉＱꎬＪｉａｎｇＣꎬｅｔａｌ.Ｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙ￣ｓｉｓｉｎａｑｕａ￣ｅｔｈａｎｏｌｍｅｄｉｕｍ:Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓａｌｉｃｙｌｉｃａｃｉｄ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ４８２:７６￣８２. [３１]ＴａｎｇＹＰꎬＬｕｏＬꎬＴｈｏｎｇＺꎬｅｔａｌ.Ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｉｎｍｅｍｂｒａｎｅｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｂｏｒｏｎｒｅｍｏｖａｌ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ５４１:４３４￣４４６. [３２]ＢｕｎａｎｉＳꎬＡｒｄａＭꎬＫａｂａｙＮꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉ￣ｔｉｏｎｓｏｎｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｌｉｔｈｉｕｍａｎｄｂｏｒｏｎｆｒｏｍｗａｔｅｒｕｓｉｎｇｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ(ＢＭＥＤ)[Ｊ].Ｄｅｓａｌｉｎａ￣ｔｉｏｎꎬ２０１７ꎬ４１６:１０￣１５.[３３]乔婧ꎬ孙玉柱ꎬ宋兴福ꎬ等.双极膜电解提溴吸收完成液制备ＨＢｒ和ＮａＯＨ[Ｊ].华东理工大学学报:自然科学版ꎬ２０１９(１):１￣１０.[３４]杭晓风ꎬ万印华ꎬ陈向荣.一种双极膜电渗析法制备次磷酸的工艺:ＣＮꎬ１０５６８８６７６Ａ[Ｐ].２０１６￣０６￣２２. [３５]ＱｉｕＹꎬＹａｏＬꎬＬｉＪꎬｅｔａｌ.Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｐｏｌａｒｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｉｏｎ￣ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈ￣ｑｕａｌ￣ｉｔｙＨ３ＰＯ２ｒｅｃｏｖｅｒｙｆｒｏｍＮａＨ２ＰＯ２[Ｊ].ＡＣＳＯｍｅｇａꎬ２０１９ꎬ４(２):３９８３￣３９８９.(上接第１９５页)[４３]李传宪ꎬ阎孔尧ꎬ杨爽ꎬ等.ＣＯ２溶胀和ＣＨ４协同作用下长庆原油流动性的改善[Ｊ].石油化工高等学校学报ꎬ２０１７ꎬ３０(５):８６￣９２.[４４]ＷａｎｇＸꎬＬｕｏＰꎬＥｒＶꎬｅｔａｌ.ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＣＯ２ｆｌｏｏｄｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒＢａｋｋｅｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬＳａｓｋａｔｃｈｅｗａｎ[Ｃ].Ａｌｂｅｒ￣ｔａꎬＣａｎａｄａ:ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬ２０１０. [４５]ＪｅｒａｕｌｄＧＲ.Ｔｉｍｉｎｇｏｆｍｉｓｃｉｂｌｅｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｇａｓｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｆｔｅｒｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ[Ｃ].ＴｕｌｓａꎬＯｋｌａｈｏｍａ:ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｅｔｒｏ￣ｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬ２０００.[４６]韩海水ꎬ李实ꎬ马德胜ꎬ等.全直径砾岩长岩心水驱后烟道气驱油与埋存实验[Ｊ].石油勘探与开发ꎬ２０１８ꎬ４５(５):８４７￣８５２.[４７]刘学伟ꎬ梅士盛ꎬ杨正明.ＣＯ２非混相驱微观实验研究[Ｊ].特种油气藏ꎬ２００６(３):９１￣９３ꎬ１１０.[４８]杨正明ꎬ姜汉桥ꎬ周荣学ꎬ等.用核磁共振技术测量低渗含水气藏中的束缚水饱和度[Ｊ].石油钻采工艺ꎬ２００８(３):５６￣５９.[４９]李佳琦ꎬ陈蓓蓓ꎬ孔明炜ꎬ等.页岩油储集层数字岩心重构及微尺度下渗流特征 以吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油为例[Ｊ].新疆石油地质ꎬ２０１９ꎬ４０(３):３１９￣３２７.１０２。
一种电渗析脱盐和酸转化一步法制取木糖酸的方法[发明专利]
![一种电渗析脱盐和酸转化一步法制取木糖酸的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ea70f11dfab069dc51220100.png)
专利名称：一种电渗析脱盐和酸转化一步法制取木糖酸的方法专利类型：发明专利
发明人：徐勇,曹柔,余世袁,周雪莲,周鑫
申请号：CN201610537146.9
申请日：20160705
公开号：CN106187731A
公开日：
20161207
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种电渗析脱盐和酸转化一步法制取木糖酸的方法，采用双极膜电渗析处理木糖酸盐，以电场为驱动力在渗析脱盐的同时电解木糖酸盐生成木糖酸，实现一步法完成脱盐和酸转化制取木糖酸的效果。
以木糖酸盐(钠、钾、锌)为原料液，经吸附脱除胶质等杂质后，采用双极膜电渗析，在酸室、碱室中加入电阻率高于18兆欧姆的去离子水，以0.1mol/L～0.5mol/L硫酸钠为连接膜组器和膜电极之间的导电介质，在电压15～20V和电流0～10A条件下处理木糖酸盐液，至产品液的电导率下降至300ms/cm以下且不再下降，即获得木糖酸产品液。
木糖酸盐原料液的脱盐率高于99％，糖酸转化率高于97％，实现一步法制取木糖酸的效果，具有操作简单、生产高效和低成本的优势。
申请人：南京林业大学
地址：210037 江苏省南京市玄武区龙蟠路159号南京林业大学
国籍：CN
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电渗析除盐 -回复
电渗析除盐-回复电渗析除盐是一种高效、节能、环保的除盐技术，广泛应用于海水淡化、废水处理、工业用水净化等领域。
它利用电场效应和离子选择性膜的特性，将盐水中的阳离子和阴离子分离，从而实现水的除盐。
以下将详细介绍电渗析除盐的原理、工艺流程、应用前景等方面内容。
一、原理电渗析除盐是利用离子在电场中所受到的力来实现离子的分离。
通过在两端施加电压，形成电场，使带电的离子在电场的作用下由高浓度区迁移到低浓度区，从而实现离子的分离。
在这个过程中，采用离子选择性膜来选择特定的离子，从而将盐分和其他杂质分离出来。
二、工艺流程电渗析除盐工艺一般包括预处理、电解池和后处理三个步骤。
1. 预处理：将进料水通过净化设备进行预处理，去除悬浮物、沉淀物、胶体等杂质，以保证水质的适宜度。
2. 电解池：进料水经过预处理后，进入电解池。
电解池中设有正极和负极，正极和负极之间的空间设有离子选择性膜。
施加电压后，正极的水分子被氧化成氧气，负极的水分子被还原成氢气。
3. 后处理：经过电解池处理后的水被送入后处理设备，进一步去除残余的盐分和其他杂质，以获得符合要求的纯净水。
三、应用前景电渗析除盐技术具有以下优势，使其在海水淡化、废水处理、工业用水净化等领域具有广阔的应用前景。
1. 高效节能：相比传统热蒸汽法和逆渗透法，电渗析除盐技术能耗低，不需要高温和高压的条件，因此能够实现更高效的除盐效果，并降低能源消耗。
2. 环保可持续：电渗析除盐过程中不需要使用化学药剂，避免了化学药剂对环境的污染，减少了废液的产生，对环境更加友好。
3. 可广泛应用：电渗析除盐技术适用于海水淡化、废水处理、工业用水净化等多个领域。
尤其对于远离淡水资源的沿海地区和干旱地区，电渗析除盐技术具有重要的应用价值。
综上所述，电渗析除盐技术是一种高效、节能、环保的除盐技术，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和技术的不断成熟，相信电渗析除盐技术将会在水资源管理和环境保护等领域发挥重要作用。
双极膜电渗析法制
双极膜电渗析法制双极膜电渗析法是一种先进的膜分离技术，广泛应用于水处理、化工、生物等领域。
本文将对双极膜电渗析法的原理、特点、应用及发展前景进行详细介绍。
一、双极膜电渗析法的原理双极膜电渗析法是在电场作用下，利用双极膜的选择性透过性能，实现溶液中离子的分离和纯化。
双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，两者之间填充有离子选择性透过膜。
当溶液通过双极膜时，在电场作用下，阳离子和阴离子分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜，实现离子的分离。
同时，透过离子选择性透过膜的水分子和未分离的离子形成浓缩液和稀释液，分别排出系统。
二、双极膜电渗析法的特点1.高效性：双极膜电渗析法具有较高的分离效率和纯化效果，能够实现溶液中离子的有效分离。
2.节能环保：与传统的分离方法相比，双极膜电渗析法具有较低的能耗和较少的废弃物产生，符合绿色环保理念。
3.操作简便：双极膜电渗析法操作简单，可实现自动化控制，降低人工操作成本。
4.应用广泛：双极膜电渗析法可用于水处理、化工、生物等多个领域，具有较强的适用性。
三、双极膜电渗析法的应用1.水处理领域：双极膜电渗析法可用于海水淡化、工业废水处理等方面，实现水资源的有效利用和环境保护。
2.化工领域：在化工生产中，双极膜电渗析法可用于离子液体的分离和纯化，提高产品质量和生产效率。
3.生物领域：双极膜电渗析法可用于生物医药、生物工程等领域，实现生物产品中目标离子的分离和纯化，提高产品的纯度和收率。
此外，双极膜电渗析法在蛋白质分离、基因工程等方面也有广泛应用。
四、发展前景随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，双极膜电渗析法作为一种高效、环保的分离技术，将在未来发挥更加重要的作用。
以下是双极膜电渗析法的发展前景：1.技术创新：随着材料科学和工程技术的不断发展，双极膜的性能和稳定性将得到进一步提升，提高双极膜电渗析法的分离效率和纯化效果。
2.拓展应用领域：双极膜电渗析法在水处理、化工、生物等领域的应用将进一步拓展，同时有望在其他领域如能源、环保等实现新的突破。
大同双极膜电渗析
大同双极膜电渗析
大同双极膜电渗析技术是一种新型的分离技术，它利用电场作用将离子分离出来，具有高效、节能、环保等优点，被广泛应用于化工、制药、食品等领域。
该技术的原理是利用双极膜将电解质溶液分成两个部分，其中一个部分富含阳离子，另一个部分富含阴离子。
在电场的作用下，离子会向相反方向移动，从而实现分离。
这种分离方式不需要使用传统的化学药品，因此具有环保、节能的优点。
大同双极膜电渗析技术的应用非常广泛。
在化工领域，它可以用于分离有机酸、有机碱、金属离子等物质。
在制药领域，它可以用于分离药物中的杂质，提高药品的纯度。
在食品领域，它可以用于分离蛋白质、氨基酸等物质。
与传统的分离技术相比，大同双极膜电渗析技术具有以下优点：
1. 高效：该技术可以实现高效的分离，提高产品的纯度。
2. 节能：该技术不需要使用传统的化学药品，因此可以节省能源。
3. 环保：该技术不会产生有害的废物，对环境友好。
4. 可控性强：该技术可以根据需要调整电场强度和温度等参数，实现
精确的分离。
5. 适用范围广：该技术适用于各种离子的分离，具有广泛的应用前景。
总之，大同双极膜电渗析技术是一种高效、节能、环保的分离技术，
具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信该技术将会在更多
的领域得到应用。
电渗析技术在木糖醇酸水解法制备中的应用
电渗析技术在木糖醇酸水解法制备中的应用汪耀明;潘升东;徐铜文【摘要】Xylitol is an important sugar alcohol widely used as sweetener. A processing route to remove the residual acid from xylose hydrolyzed solution in industrial production of xylitol is the acid hydrolysis method. Conventional neutralization method with lime has many drawbacks such as high energy consumption, large consumption of chemicals and environmental pollution. To achieve a clean production of xylitol, a self-resemble electrodialysis stack was used for selective removal of residue acid. The influences of current density on the removal ratio of residue acid and recovery ratio of xylose were investigated. The residue acid removal rate was higher than 99% and xylose recovery rate reached 84.9% at a current densit y of 30 mA·cm?2. The total energy consumption for xylose hydrolyzed solution was 179 kW·h·t?1 and the deacidification process cost was estimated to be 139 ￥·t?1, indicating economic and ecological advantages of this technology. Thus the electrodialysis is a very promising technology for production of xylitol.%木糖醇作为一种可作为甜味剂的糖醇具有广泛的应用前景.目前工业上酸水解法制备木糖醇的过程中需要一个脱除水解液中的残酸的工艺步骤.传统的残酸去除方法为饱和石灰水中和法,存在能耗高、消耗的化学试剂多、污染大等缺点.为实验木糖醇的清洁生产,本文采用自我组装的电渗析装置对木糖水解液中的残酸进行了选择性的去除,考察了操作电流对残酸去除及木糖得率的影响.结果表明,当操作电流为30 mA·cm?2 时,电渗析过程对残酸的去除率大于 99%,其木糖的得率为 84.9%,电渗析工艺处理木糖水解液的能耗为 179kW·h·t?1,脱酸工序成本为每吨母液 139 元,具有良好的经济效益和环境效益.由此可见,电渗析工艺在木糖醇酸水解法制备过程中具有广泛的应用前景.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(066)009【总页数】6页(P3529-3534)【关键词】膜;分离;脱盐;电渗析;木糖醇【作者】汪耀明;潘升东;徐铜文【作者单位】中国科学技术大学材料与化学工程学院,安徽合肥 230026;合肥科佳高分子材料科技有限公司,安徽合肥 230601;中国科学技术大学材料与化学工程学院,安徽合肥 230026【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8木糖醇作为一种天然存在的稀有糖醇，其甜度与蔗糖相当，具有不刺激胰岛素分泌就能被人体吸收的功能，是糖尿病、肝炎等患者的理想甜味剂[1-2]。
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中图分类号：Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． ８
文献标志码 ：Ａ
文章编 号：０ ４ ３ ８ —１ １ ５ ７（ ２ ０ １ ５ ）０ ９ —３ ５ ２ ９ —０ ６
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脱酸工序成本为每吨母液 １ ３ ９元 ，具 有 良好 的 经 济 效 益 和 环 境 效 益 。 由此 可 见 ， 电 渗 析 工 艺在 木 糖 醇 酸 水 解 法 制 备过程中具有广泛的应用前景。
关键词：膜；分离；脱盐； 电渗析；木 糖醇
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ １ ９ ４ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ４ ３ ８ — １ １ ５ ７ ． ２ ０ １ ５ ０ ９ ７ ０
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第６ ６ 卷 第９ 期 ２ ０ １ ５年 ９月
化
工 学
报
Ｖ＿ ０ １ ． ６ ６ Ｎｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２ ０ １ ５
ＣＩ ＥＳＣ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ
电渗析技术在木糖醇酸水解法制备 中的应用
汪耀 明 Байду номын сангаас潘 升东 ，徐 铜 文
（ 中 国科 学 技 术 大 学 材 料 与 化 学 工 程 学 院 ，安 徽 合 肥 ２ ３ ０ ０ ２ ６ ； 合 肥 科 佳 高 分 子 材 料 科 技 有 限公 司 ，安 徽 合 肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ）
摘要：木糖醇作为一种可作为甜味剂的糖醇具有广泛 的应 用前景。 目前工业 上酸 水解法制 备木糖醇 的过程 中需要
一
个脱除水解液中的残酸的工艺步骤。传统的残酸去除方法为饱和 石灰 水中和法 ，存在 能耗 高、消耗 的化学试剂
多、污染大等缺点 。为实验木糖醇的清洁生产，本文采用 自我组装的电渗析装置对木糖水解液 中的残酸进行 了选 择性的去除，考察了操作 电流对残 酸去 除及木糖得率 的影 响。结果表 明，当操作 电流为 ３ ０ ｍＡ ・ ｃ ｍ－ 时，电渗析 过程对残酸的去除率大于 ９ ９ ％，其木糖 的得率为 ８ ４ ． ９ ％， 电渗析工艺处理木 糖水解液 的能耗为 １ ７ ９ ｋ Ｗ ・ ｈ・ ｔ － 。 ，
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