导读:本文包含了双极膜论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电渗析,石膏,废水,硫酸,氢氧化钠,染料,电流。
双极膜论文文献综述
蒋兴志[1]（2019）在《双极膜电渗析技术处理磷石膏制备硫酸联产轻质碳酸钙的研究》一文中研究指出磷石膏是湿法生产磷酸过程中排放的固体副产物,每生产1 t磷酸(以ω(P_2O_5)100%计)就会副产4.5～5.5 t左右的磷石膏废渣。由于磷石膏排放量大、利用率低及较难综合利用等特点,因而大部分以堆存方式处理,到目前为止,我国磷石膏累计堆存量已超过3亿t,这不仅占用大量土地,造成环境污染,制约磷化工企业的发展,还会造成资源极大的浪费。磷石膏在我国产生的历史较长,多年来,通过广大科研人员的不懈努力,磷石膏资源化利用技术的开发有了巨大的进展,但是现有的生产技术还存在工艺复杂、利用成本偏高、产生严重的二次污染等弊端,不利于推广使用。双极膜电渗析技术是在外加直流电场的作用下,将双极膜界面层中的水解离成H~+和OH~-,并且H~+和OH~-分别通过双极膜中的阳膜和阴膜与透过选择性交换膜的盐溶液离子结合生成对应的酸和碱,该技术不需要引入新的化学组分,就具备有清洁制备酸、碱的功能,并且不会造成二次污染。目前,如何提高磷石膏有效利用问题亟待解决,本文鉴于双极膜电渗析技术具有技术性先进、操作简单、环保、能耗低、投资成本低等优势,故提出以磷石膏为原料,碳酸氢钠和氢氧化钠为沉淀剂,选择适宜添加剂,采用复分解反应直接制备轻质碳酸钙产品,并且利用双极膜电渗析技术分解磷石膏分解液(复分解反应液Na_2SO_4)制备硫酸的新工艺,为有效利用磷石膏资源,实现硫元素在湿法磷酸生产过程中的循环利用及充分利用磷石膏中的钙资源打下夯实的基础。论文主要分为叁部分进行:1)确定复分解反应中磷石膏中Ca~(2+)转化率的最佳工艺条件;2)筛选并确定适宜的添加剂,制备轻质碳酸钙产品;3)利用双极膜电渗析技术处理磷石膏分解液(Na_2SO_4溶液)制备硫酸。本文主要研究内容及成果如下:1)通过对复分解反应过程的反应时间、反应温度、磷石膏与碳酸氢钠摩尔比、磷石膏与氢氧化钠摩尔比、磷石膏质量浓度,讨论了复分解反应过程中磷石膏中Ca~(2+)转化率影响因素,并确立了最佳优化条件反应时间为120 min、反应温度为40℃、磷石膏与碳酸氢钠摩尔比为1:1.3、磷石膏与氢氧化钠摩尔比为1:1.2、磷石膏质量浓度为50 g/L,在该最佳条件下Ca~(2+)转化率为98.13%。2)在磷石膏中Ca~(2+)转化率最优化条件下,以所制备的轻质碳酸钙样品颗粒的平均粒径为筛选指标,筛选并确定十二烷基磺酸钠、柠檬酸叁钠、柠檬酸、蔗糖等四种添加剂为晶型控制剂,结果表明加入以上添加剂均能减小所制备轻质碳酸钙样品的粒径,并且对形貌也均有一定影响,产品粒径分布均呈正态分布,属于六方晶系、方解石晶型碳酸钙,颗粒团聚比较严重;当分别加入1.5%柠檬酸叁钠、1.5%十二烷基磺酸钠时,所制备的轻质碳酸钙粒度均最细,平均粒径分别为10.45μm、12.86μm,并且制备的碳酸钙颗粒都分布相对均匀。3)分别对操作电压、进料浓度、电渗析时间、添加剂对双极膜电渗析过程性能指标进行了研究,并对工艺条件进行了优化,确定了双极膜电渗析技术处理磷石膏分解液制备硫酸的最佳工艺条件为:操作电压为20 V,进料浓度为75 g/L,1.5%柠檬酸叁钠,电渗析时间为220 min,在此条件下,可以制备得到硫酸浓度为0.41 mol/L,磷石膏中SO_4~(2-)回收率为97.87%,电流效率为71.42%,能耗为0.3003 kw·h·mol~(-1)。4)通过对整个实验工艺进行经济可行性评估,表明本文研究方法具有经济可行性,这不仅能实现磷石膏中硫元素在湿法磷酸生产过程中的循环利用,而且还能充分利用磷石膏中的钙资源。该方法为有效利用磷石膏综合利用找到一条新途径,符合我国可持续发展战略和节能减排发展战略目标。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）
蒋兴志,肖仁贵,廖霞[2]（2019）在《双极膜电渗析法处理磷石膏分解液制硫酸联产轻质CaCO_3》一文中研究指出利用双极膜电渗析技术处理磷石膏分解液制备硫酸联产轻质碳酸钙,实现了硫元素在湿法磷酸生产过程中的循环利用.以磷石膏为原料,碳酸氢钠和氢氧化钠为沉淀剂,十二烷基磺酸钠和柠檬酸叁钠为添加剂,采用复分解法反应,研究了磷石膏在不同条件下钙离子的转化率,并用激光粒度仪、XRD和SEM对所得轻质碳酸钙进行了表征.同时将复分解反应分解液硫酸钠溶液用双极膜电渗析进行处理以制备硫酸,研究了操作电压对电渗析过程中的电流效率、能耗、硫酸浓度等指标的影响.结果表明,磷石膏中钙离子的最佳转化率条件为反应时间120 min、反应温度40℃、磷石膏与碳酸氢钠摩尔比为1∶1.3、磷石膏与氢氧化钠摩尔比为1∶1.2、磷石膏质量浓度为50 g/L,在该条件下钙离子转化率为98.13%;分别添加1.5%十二烷基磺酸钠、1.5%柠檬酸叁钠时,产品碳酸钙平均粒径均最小,分别为12.86和10.45μm,且添加剂为柠檬酸叁钠时得到的轻质碳酸钙属于六方晶系,为方解石晶型轻质碳酸钙,粒径分布相对均匀,出现一定的团聚现象;操作电压为20 V时,电渗析过程最高效、经济,电渗析时间160 min,硫酸浓度可达0.226 mol/L,磷石膏中SO■回收率超过80%,电流效率为70.10%,能耗为0.310 6 kW·h/mol.(本文来源于《膜科学与技术》期刊2019年04期）
吕燕[3]（2019）在《双极膜电渗析处理氯化铵废水和制备高盐基度聚合硫酸铁的应用研究》一文中研究指出氯化铵废水普遍存在于纳米级超细碳酸钙生产行业、纯碱行业、稀土工业和化肥工业等行业中。这些废水直接排放不仅会浪费大量可回收资源,还会造成一些环境问题,如水体的富营养化、藻类过度繁殖,所以对其有必要进行处理。现有的氯化铵废水的处理方法包括:结晶、蒸发、分解、纳米过滤和生物降解,但存在二次盐污染、成本高、操作复杂等问题。此外,随着我国化工行业的不断发展和人民生活水平的逐步提升,工业废水和生活污水的排放量与日俱增。如何高效处理工业废水、生活污水从而回收利用水资源受到人们的广泛关注,并且对絮凝剂的性能提出了更高的要求。聚合硫酸铁(PFS)是一种分子量高达10~5的铁基聚合物絮凝剂,在COD、BOD、浊度、重金属和颜色的去除方面效果优良,且对温度和pH值不敏感,一般来说,其盐基度越高,絮凝效果效果越好。双极膜电渗析(BMED)是双极膜和电渗析的有机结合体。其中,双极膜是一种特殊的复合膜,它由阴离子交换膜层、阳离子交换膜层和中间层组成。在直流电场的反向偏压下,双极膜可将H_2O解离成H~+和OH~-,而不需要添加任何化学试剂。本论文中,针对氯化铵废水的处理和高盐基度聚合硫酸铁的制备,展开了BMED法的研究工作:1.采用BP-A构型的BMED膜堆处理氯化铵废水并将其转化为盐酸和氨水,以克服常规处理方法的局限性。首先,考察了不同的商业阴离子交换膜(TWEDA2、AMV、JAM-II和CJMA-2)和双极膜(BP-1、BPM-I和FBM)对BMED过程性能的影响,结果显示:综合考虑到工艺性能(最终的盐酸溶液浓度和最终的盐室溶液电导率)、过程能耗和总过程成本,阴离子交换膜AMV和双极膜BPM-I被认为是相对最佳的膜。其次,通过改变电流密度、NH_4Cl溶液的初始浓度和盐酸溶液与NH_4Cl溶液的初始体积比来优化BMED工艺,结果显示:当电流密度从70 mA/cm~2增加到90 mA/cm~2时,过程能耗从1.51增加到2.83kW·h/kg HCl,最终的盐酸溶液浓度从2.45增加到2.84 mol/L,总过程成本最高可达0.80$/kg HCl(70 mA/cm~2);增加NH_4Cl溶液的初始浓度会增加过程能耗、最终的盐酸溶液浓度和总过程成本;随着初始体积比从0.5增加到1.0,过程能耗在1.46和1.62 kW·h/kg HCl之间变化,最终酸浓度从1.95提高到2.71mol/L,而总过程成本从0.63降低到0.42$/kg HCl。综上,分析这些实验结果可得出最佳操作条件是:电流密度为80 mA/cm~2,初始NH_4Cl浓度为1 mol/L,酸溶液和NH_4Cl溶液的初始体积比为0.67~0.83。2.采用BP-A构型的BMED膜堆连续制备高盐基度PFS,主要考察了电流密度、原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔进料比以及原料补充液的流速对产品PFS各性能指标(盐基度、全铁含量、pH值、密度等)和过程能耗的影响。结果显示:电流密度从10增加到20 mA/cm~2时,盐基度从8.59%显着增加到11.32%,去浊率从84.31%逐渐增加到95.34%,但当电流密度大于20 mA/cm~2时,盐基度和去浊率稍有下降,过程能耗最高可达4.26 kW·h/kg H_2SO_4,酸液罐最终酸浓度最高可达0.45 mol/L;原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔进料比从2.01增加到4.08时,盐基度从8.69%增加到11.38%,去浊率从94.96%逐渐增加到95.88%,过程能耗在3.05~3.15 kW·h/kg H_2SO_4范围内变化,酸液罐最终酸浓度约为0.38 mol/L;原料补充液流速从1增加到3 mL/min时,盐基度从11.52%下降到6.75%,去浊率从95.92%逐渐降低到75.61%,同时,过程能耗从3.09下降到2.77 kW·h/kg H_2SO_4。总之,本文提出了一种简单、绿色、高效的处理氯化铵废水和制备高盐基度PFS的方法。在实验室研究规模下,成功地处理了一定浓度的氯化铵废水和制备了合格PFS的产品。为了进一步将该处理和制备方法应用于工业生产中,一方面需要开发性价比较高的离子交换膜,另一方面还需将实验装置放大,进行中试生产研究。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-05-01）
孙孟杰[4]（2019）在《改性聚酰亚胺多孔阴膜用于双极膜电渗析》一文中研究指出双极膜电渗析(BMED)过程具有高效、环保等特点和优势,所以在有机酸的生产和工业废水处理、回收等方面有着很好的应用潜力。目前,BMED过程在乙酸、柠檬酸等的生产方面已经有了很多的报道。不过,对于如何改进膜的结构和性能,以降低离子迁移阻力、提高生产效率,还需要进一步的研究。特别是对于分子量较大的有机酸,如乳糖酸、羟乙基哌嗪乙磺酸等,由于酸根离子迁移活性低,如使用普通的致密离子膜,生产效率低,能耗高。本文制备了系列聚酰亚胺多孔阴离子交换膜(简称阴膜),将其应用在BMED生产大分子羟乙基哌嗪乙磺酸以及去除水溶液中的硼等过程。全文各章的主要内容如下:第一部分是通过相转化法制备出一系列具有多孔结构的聚酰亚胺膜,改变相转化过程中涂膜液的浓度,以调节膜的孔径大小。利用具有多胺结构的聚乙烯亚胺(PEI)对其进行交联改性,然后使用溴乙烷溶液进行季铵化,从而得到多孔阴离子交换膜。对这些膜的性能进行表征,包括红外、膜形貌、机械强度和热稳定性等,随后用于BMED过程生产羟乙基哌嗪乙磺酸。结果表明多孔聚酰亚胺阴膜对大分子有机酸根具有较高的渗透性,可有效实现大分子有机酸的生产,取得比传统致密膜更高的回收率。如在40V下运行6小时后,羟乙基哌嗪乙磺酸的回收率在52.3-61.6%范围内,作为对照的商业膜CJMA-3的回收率为46.5%,致密聚酰亚胺阴膜M-D只有7.4%左右。第二部分是通过改变相转化过程凝胶浴的种类以制备不同结构的聚酰亚胺阴膜;同时引入季胺化氧化石墨烯(QGO),得到QGO-P84复合型阴膜。对其面电阻、水含量、离子交换容量以及形貌进行表征,结果表明凝胶浴种类对膜孔结构有显着的影响;复合多孔阴膜具有更好的物化性能,其面电阻为1.6-1.9Ωcm~2、水含量为63-80%、离子交换容量为1.23-1.65 mmol/g。将以上膜应用在BMED过程去除水溶液中的硼,可以取得比商业膜CJMA-3更好的分离效率。例如,采用优化的复合膜M_(50)-QGO1(含有1wt%的QGO),在30 V下运行3 h,硼的分离效率为76.6%,而商业膜CJMA-3分离效率为51.6%;复合膜在能耗和电流效率方面也有更好的优势。例如使用复合膜M_(50)-QGO1在20V条件下运行,其能耗和电流效率值分别是26.16 kW h/kg和94.9%,优于膜CJMA-3的性能(30.56 kW h/kg和81.2%)。最后为全文的总结,通过将不同系列多孔聚酰亚胺阴膜运用于以上两个应用领域,可以发现膜的多孔结构有利于BMED过程中的离子迁移,从而能够得到更高的羟乙基哌嗪乙磺酸产量和更高的硼分离效率。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-05-01）
蒋兴志,肖仁贵,廖霞[5]（2019）在《双极膜电渗析法处理磷石膏制备硫酸的工艺进展》一文中研究指出详细阐述了将磷石膏所转化的易溶硫酸盐溶液(如磷石膏与碳酸氢钠溶液发生复分解反应得到Na_2SO_4溶液)通过双极膜电渗析体系制备硫酸和相应的碱、同时联产轻质碳酸钙粉体的新工艺机理;对以硫铁矿、磺酸、冶炼气为原料制备硫酸工艺、磷石膏高温处理制硫酸等工艺进行了综合的比较与分析。进一步叙述了双极膜渗析技术处理磷石膏制备硫酸新工艺所存在的问题。针对此法制硫酸的新工艺做出相应的建议与展望,认为双极膜渗析技术处理磷石膏制备硫酸为磷石膏高效利用的新途径。(本文来源于《现代化工》期刊2019年06期）
易俊[6]（2019）在《Fe~0/C微电解耦合过硫酸盐+双极膜电渗析处理高盐染料废水研究》一文中研究指出中国在多年的国家发展战略规划下,化工工业逐渐崛起,由此产生各类高危物质因处理不当而进入了水体,导致国民水资源环境加速污染。其中染料化工是高污染物排放最为严重的行业之一,高盐染料废水具有高盐、高色度和高COD的特征,复杂的有机物组成使其带有生物毒性,因此生化性极差,成为了处理难题。如今废水排放标准的提高,迫使相关水处理工艺亟待改造和升级。鉴于此,本论文以偶氮类染料废水为处理目标,为解决染料废水高色度、高COD和高含盐等问题,提出了Fe~0/C微电解耦合过硫酸盐(PS)高级氧化工艺和双极膜电渗析脱盐技术的联合方法进行废水的处理实验。首先,本研究构建了Fe~0/C微电解+过硫酸盐(PS)耦合体系,以活性红X-3B模拟废水为样本考察其处理能力,结果表明:Fe~0/C体系脱色率和COD去除率约85%和55%,投加PS显着提升脱色率至98%,COD去除率至75%;Fe~0/C+PS耦合体系适宜铁碳质量比为2:1,PS浓度35 mmol/L,初始pH为3.0~7.0。Fe~0/C处理活性红X-3B废水30 min时脱色率即达到98%,其后不再有明显变化,但COD去除率从30min的58%逐渐增加到90min的75%,说明Fe~0/C活化的SO_4~-·有足够能力氧化偶氮键,但还不足以全面氧化偶氮键断裂形成的有机物碎片或群体。叁维荧光光谱(3DEEM)结果验证了SO_4~-·对偶氮键的氧化能力。Fe~0/C+PS体系对难降解的腐殖酸类物质有较好的氧化效果,预处理可明显改善废水可生化性。其次,为考察Fe~0/C+PS耦合体系对实际高盐染料废水的降解能力,本研究采用单因素探究和RSM参数优化的方法,试验表明,该方法对实际染料废水的脱色显着,短时间内脱色率高达90%以上。RSM结果表明,对COD去除率影响强弱程度为初始pH>铁碳质量比>PS浓度,其中初始pH对反应影响尤为显着,在考察范围内,COD去除率最优值为85.46%,最优条件为:铁碳质量比m(Fe~0)/m(C)=0.23、pH=1.0、PS投加浓度为4.19g/L。采取上述最优参数进行试验,得到COD去除率高达83.74%,同时测得色度去除率高达96%。最后,针对实际染料废水中高盐问题,探究了双极膜电渗析技术在该类废水领域的处理能力。以上述高级氧化工艺的出水为试验对象,结果表明,在最优参数条件下,产酸浓度0.3 mol/L,产碱浓度0.36 mol/L,废水脱盐率可达94.99%,说明废水脱盐效果良好。反应电压和时间是影响反应能耗大小重要参数,在满足生化要求(含盐率1%以下)的条件下,为降低脱盐能耗,实验参数优化得出:操作电压在20~25v、反应时间在30~60min之间较为理想,且脱盐能耗为0.11496~0.12736kWh/kg。脱盐出水的生化实验表明,生化处理24h后,对于废水中剩余有机物,难降解的类腐殖酸Peak A的荧光强度较生化前降低了59.61%,易降解的类富里酸Peak B降低了46.17%,且出水指标COD为121mg/L,色度低于200倍,说明废水中毒性物质已基本消除,且微生物能有效消化废水中剩余有机质。(本文来源于《长江大学》期刊2019-04-01）
刘娟[7]（2019）在《利用双极膜电渗析制取氢碘酸和氢氧化钠的研究》一文中研究指出氢碘酸是碘化氢的水溶液,有强烈刺激性的酸味,属于强酸。氢碘酸主要用于分析试剂及还原剂、医药中间体、杀菌剂的原料以及有机碘化物的制备。索普集团醋酸厂生产醋酸过程中需加入氢碘酸作为辅助催化剂,以保证主催化剂叁碘化铑的催化效率。现有技术中,关于氢碘酸的制备方法有直接合成法、碘和红磷合成法、硫化氢还原法。然而,这些工艺方法存在一些不足,如有爆炸危险、污染环境以及投资高等。双极膜电渗析法合成氢碘酸主要消耗碘化钠及电能源,理论上无工业“叁废”产生,较为环保。本文采用碘化钠为原料,利用双极膜电渗析工艺制备氢碘酸和氢氧化钠,以氢碘酸与氢氧化钠产物的得率、电流效率以及能耗作为衡量指标,对碘化钠浓度、操作电流密度等工艺条件进行了探究。结果表明,在同一碘化钠浓度下,随着操作电流密度增大,NaOH的收率增加,电流效率降低,但能耗变大。在同一电流密度下,随着碘化钠浓度的增加,NaOH的得率降低,而电流效率上升,能耗降低。综合考虑,可以将碘化钠浓度设置为1mol·L~(-1),电流密度设置为40 mA·cm~(-2)。通过对双极膜电渗析反应后的母液进行蒸馏可以将氢碘酸从混合溶液中提纯出来,在126.5℃左右收集馏分,可以获得较高浓度的氢碘酸,浓度范围基本在30-50%之间,最高达到52.58%。经济效益分析结果表明,该方法制备氢碘酸理论上可行,但由于缺乏合适的阴离子膜,导致制备的氢碘酸的纯度和浓度尚未达到公司生产要求。因此,目前此法只能作为技术储备,待找到合适的阴离子膜后再继续该项目的深入研究。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-03-28）
吕燕,韩建华,田智灏,张旭[8]（2019）在《双极膜电渗析法连续制备聚合硫酸铁》一文中研究指出研究了双极膜电渗析法连续制备聚合硫酸铁(PFS)的工艺。主要考察了电流密度、原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔比以及原料补充液流速对产品PFS各性能指标(盐基度、全铁含量、pH、密度等)和过程能耗的影响。研究结果表明:电流密度从10mA/cm2增加到20mA/cm2时,盐基度从8.59%显着增加到11.32%,去浊率从84.31%逐渐增加到95.34%,但当电流密度大于20mA/cm2时,盐基度和去浊率稍有下降,过程能耗最高可达4.26kW·h/kg H_2SO_4,酸液罐酸浓度最高可达0.45mol/L;原料补充液中硫酸亚铁和硫酸的摩尔比从2.01增加到4.08时,盐基度从8.69%增加到11.38%,去浊率从94.96%逐渐增加到95.88%,能耗在3.05～3.15kW·h/kg H_2SO_4范围内变化,酸液罐酸浓度约为0.38mol/L;原料补充液流速从1mL/min增加到3mL/min时,盐基度从11.52%下降到6.75%,去浊率从95.92%逐渐降低到75.61%,同时,能耗从3.09kW·h/kg H_2SO_4下降到2.77kW·h/kg H_2SO_4。(本文来源于《化工进展》期刊2019年03期）
黄朝德,张泽强,付金涛,孙桦林,邵一鑫[9]（2019）在《循环分解磷石膏制备高纯硫酸钙工艺Ⅱ:磷石膏分解液双极膜电渗析研究》一文中研究指出循环利用化学试剂从磷石膏中提取SO_4~(2-)和Ca~(2+)制备高纯硫酸钙的关键步骤是从双极膜电解除杂后的磷石膏分解液中提取SO_4~(2-)和Na~+,得到NaOH溶液和H_2SO_4溶液,用于循环制备高纯度硫酸钙。本研究对此过程中的电流密度和分解液浓度进行了单因素试验分析,在不同电流密度和磷石膏分解液浓度下,考察了磷石膏分解液的电解率、电解能耗以及电流效率的差异。试验结果表明:在电流密度为47.6mA/cm2,磷石膏分解液浓度为1.143mol/L时,电解率达到99.04%,能耗1.529kW·h/kg,电流效率为62.23%,此时能耗最低且效率最高,电解效果最佳。经分析可知,酸溶液中主要含H+和SO_4~(2-),硫酸浓度达到0.924 9mol/L;碱溶液中主要含Na+和OH-,也含有少量的K+,氢氧化钠(氢氧化钾)浓度达到2.125 7mol/L。酸碱溶液中几乎不含有其他杂质,可直接返回用于循环分解磷石膏。(本文来源于《化工矿物与加工》期刊2019年02期）
夏敏[10]（2018）在《基于双极膜电渗析处理脱硫废水的研究》一文中研究指出燃煤电厂脱硫废水,具有成分复杂、水质水量不稳定等特点,是一种典型的高含盐废水。双极膜电渗析是一种新型的膜分离技术,可将盐溶液转化为相应的酸和碱,在废水处理与资源化领域具有广阔的应用前景。本文以预处理后脱硫废水为研究对象,探究了双极膜电渗析实现高盐废水资源化零排放的可行性,提出了进料-出料模式下产品酸和产品碱浓度的变化规律,揭示了产品碱浓度下降的机理,掌握了酸室中酸在阴离子交换膜中的迁移规律,提出了抑制产品碱浓度下降的解决方案,最后优化了酸浓度和碱能耗。研究的主要内容和主要结论归结如下:(1)建立了进料-出料运行模式下酸碱浓度变化趋势的数学模型。模型模拟结果表明,酸碱浓度均可达到平衡值,最终平衡浓度与电流密度和进出流速有关,电流密度越大或进出流速越小则酸碱平衡浓度越大,反之亦然。酸碱初始浓度和初始体积只影响平衡时间,与最终平衡浓度无关。通过Na2SO4和NaCl盐溶液验证试验表明,各过程参数对酸浓度的影响与模型模拟结果一致,但碱浓度在运行过程中增至最大值后呈下降趋势。通过研究盐室电导率、pH、钠氢浓度比和碱电流效率的变化可知,酸室酸泄漏是造成碱室碱浓度下降的主要原因。提高盐室钠氢浓度比,可消除酸泄漏对碱室碱浓度的影响。在NaCl和Na2SO4溶液中,将盐室钠氢浓度比分别提高至6和14以上,可使碱室碱浓度维持稳定。(2)通过测定HC1和H2SO4在阴离子交换膜中的浓度和扩散系数,结合Nemst-Planck方程和电中性原则,建立了酸在阴离子交换膜中迁移的数学模型。吸附试验结果表明,HC1和H2SO4在膜相中的浓度远大于Donnan模型计算值。热力学Gibbs自由能分别为-1.10 kJ.mol-1和-0.49 kJ.mol-1,表明酸在膜相中的吸附为自发进行过程,两者之间存在较强的亲和力。阴离子交换膜中凝胶相所占的比例远大于间隙相,其值高达96.6%,膜相中的酸基本集中在凝胶相中。扩散系数测定结果表明,Cl-和SO42-在膜相中的扩散系数均小于H+,两者之间的比值分别为0.22和0.46。数学模型计算结果表明,模型计算值与实际值具有较好的一致性,随着酸浓度的增加,模型计算值与实际值之间的差距将逐渐减小。(3)提出了两种控制盐室钠氢浓度比的措施,即调节盐室pH(调pH体系)和改变膜堆构型(四隔室体系),消除酸室酸泄漏对碱室碱浓度的影响。试验结果表明,在调pH体系中,控制盐室pH为2时,可使碱室碱浓度维持稳定。在四隔室体系中,控制盐2室初始盐浓度为1倍脱硫废水浓度即可满足要求。通过对比两体系酸碱电流效率和能耗可知,当维持碱浓度稳定时,两体系中酸碱生产的表观电流效率基本一致。四隔室体系中酸碱生产的表观能耗均大于调pH体系,但就碱生产的绝对能耗而言,四隔室体系更具优势,所需要的能耗约为调pH体系的88%。与此同时,采用四隔室体系可有效地缩短双极膜电渗析装置运行周期,提高生产效率。(4)通过响应曲面法中的Box-Behnken设计,选取初始盐浓度、电流密度、进出流速为主要过程参数,建立二次多项式模型优化双极膜电渗析过程中酸浓度和碱能耗。试验结果表明,当初始盐浓度为3倍脱硫废水浓度、电流密度为40.3 mA·cm-2、进出流速为10.8mL·min-1时,模型预测酸浓度为1.0mol·L-1,碱能耗为2.22kWh·kg-1NaOH。试验验证可得,酸浓度为0.99mol L-1,碱能耗为2.24 kWh·kg-1NaOH,实际值与理论预测值接近,说明该模型具有很高的准确度。经济性核算结果表明,双极膜电渗析过程总能耗成本和总固定成本分别为0.236$·kg-1NaOH和0.866 $ kg-1 NaOH。对运行后的离子膜进行SEM和FTIR分析可知,在酸碱生产过程中离子膜表面均未发现固体沉积和有机物吸附污染,表明双极膜电渗析技术适用于脱硫废水的资源化处理。(本文来源于《武汉大学》期刊2018-12-01）
双极膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
利用双极膜电渗析技术处理磷石膏分解液制备硫酸联产轻质碳酸钙,实现了硫元素在湿法磷酸生产过程中的循环利用.以磷石膏为原料,碳酸氢钠和氢氧化钠为沉淀剂,十二烷基磺酸钠和柠檬酸叁钠为添加剂,采用复分解法反应,研究了磷石膏在不同条件下钙离子的转化率,并用激光粒度仪、XRD和SEM对所得轻质碳酸钙进行了表征.同时将复分解反应分解液硫酸钠溶液用双极膜电渗析进行处理以制备硫酸,研究了操作电压对电渗析过程中的电流效率、能耗、硫酸浓度等指标的影响.结果表明,磷石膏中钙离子的最佳转化率条件为反应时间120 min、反应温度40℃、磷石膏与碳酸氢钠摩尔比为1∶1.3、磷石膏与氢氧化钠摩尔比为1∶1.2、磷石膏质量浓度为50 g/L,在该条件下钙离子转化率为98.13%;分别添加1.5%十二烷基磺酸钠、1.5%柠檬酸叁钠时,产品碳酸钙平均粒径均最小,分别为12.86和10.45μm,且添加剂为柠檬酸叁钠时得到的轻质碳酸钙属于六方晶系,为方解石晶型轻质碳酸钙,粒径分布相对均匀,出现一定的团聚现象;操作电压为20 V时,电渗析过程最高效、经济,电渗析时间160 min,硫酸浓度可达0.226 mol/L,磷石膏中SO■回收率超过80%,电流效率为70.10%,能耗为0.310 6 kW·h/mol.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
双极膜论文参考文献
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