江苏荣胜智能科技有限公司离子交换膜电解槽的核心工作原理是利用离子交换膜的选择性透过性,分隔阴阳极区并引导特定离子迁移,在电场作用下实现电解质的定向氧化还原反应,既保证产物纯度又降低能耗,具体过程如下:
1. 核心结构与作用基础
关键组件包括阳极、阴极、离子交换膜、槽体及电解质。
离子交换膜是核心,仅允许特定离子(如阳离子交换膜允许 Na⁺、H⁺通过,阴离子交换膜允许 Cl⁻、OH⁻通过)定向迁移,严格分隔阴阳极产物,避免混合反应。
阳极区和阴极区分别注入对应电解质溶液,形成独 立反应空间。
2. 电场驱动下的离子迁移与电极反应
施加直流电后,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
电解质中的离子在电场力作用下迁移:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,且仅能通过离子交换膜的特定通道,无法反向穿透。
以氯碱工业(电解饱和食盐水)为例:
阳极区(注入饱和 NaCl 溶液):Cl⁻优先失去电子生成 Cl₂(氧化反应),Na⁺通过阳离子交换膜向阴极区迁移。
阴极区(注入纯水或稀 NaOH 溶液):H₂O 得到电子生成 H₂和 OH⁻(还原反应),迁移而来的 Na⁺与 OH⁻结合形成高 纯度 NaOH。
3. 核心优势的原理支撑
产物纯度高:膜的选择性阻止阴阳极产物(如 Cl₂和 H₂、OH⁻)接触,避免副反应发生。
能耗低:离子定向迁移减少无效电流损耗,且膜两侧电解质浓度稳定,降低槽电压。
环境友好:避免传统隔膜电解槽的产物混合问题,减少污染物生成。