이온교환막
Ion-exchange membrane이온교환막은 다른 이온이나 중성 분자를 차단하면서 특정 용존 이온을 운반하는 반투과성 막이다.[1]
그러므로 이온교환막은 전기 전도성이 있다. 그것들은 담수화 및 화학적 회복 용도에 자주 사용되며, 물이 거의 흐르지 않고 한 용액에서 다른 용액으로 이온을 이동시킨다.[2]
이온교환막의 중요한 예로는 H+
양이온을 운반하는 양성자교환막과 특정 알칼리성 연료전지에서 OH−
음이온을 운반하는 음이온교환막을 들 수 있다.
구조 및 구성
이온교환막은 일반적으로 이온교환수지와 같이 충전된 (이온)측군이 있는 유기 또는 무기중합체로 만들어진다. 음이온 교환막은 주로 이동식 음이온이 있는 고정된 양이온 그룹을 포함하고 있다. 음이온이 대다수의 종이기 때문에 대부분의 전도도는 음이온 이동에 기인한다. 그 반대는 양이온 교환막을 지탱한다.
이른바 이질적인 이온교환막은 비용이 저렴하고 내성이 더 높고 표면이 거칠어 파울링이 발생할 수 있다. 균질막은 가격이 더 비싸지만, 저항이 더 낮고 표면이 매끄러워 파울링에 덜 취약하다. 균일한 막 표면은 양자, 단가 이온, 이온에 대한 막의 선택성을 변경하기 위해 변형될 수 있다.[3]
선택성
이온교환막의 선택성은 도난 평형성에 기인하며, 물리적으로 차단되거나 정전기적으로 충전된 특정 종을 배제하기 때문에 기인 것이다.
반대 전하의 이온 수송에 대한 선택성은 그 선택성이라고 불린다.[3]
적용들
이온교환막은 전통적으로 계양종과 음이온종을 선택적으로 운반하기 위해 전기전위 또는 농도구배를 통해 전기투석이나 확산투석에 사용된다. 전기투석 담수화 공정에서 적용할 때 음이온과 양이온 교환막은 일반적으로 전기투석 스택 내의 두 전극(음극과 음극) 사이에 번갈아 배치된다. 전위는 전극에서 발생하는 전압으로 공급된다.[3]
일반적인 산업용 전기투석 스택은 두 개의 챔버, 즉 제품-물 챔버와 농축-배출 챔버로 구성된다. 스택 작업 중에 염분이 제품에서 농축액으로 전달된다. 그 결과 제품 스트림이 탈염되는 동안 Reject 스트림이 집중된다.[3]
전기투석 및 EDR에 활용되는 이온교환막의 모범적 적용에는 해수 담수화, 고도로 확장되는 수역의 산업폐수처리, 식음료 생산 및 기타 산업폐기물 배출이 포함된다.[3]
참조
- ^ Tanaka, Yoshinobu (January 2015). Ion exchange membranes: fundamentals and applications. Japan: Elsevier. p. 47. ISBN 978-0-444-63319-4.
- ^ Strathmann, Heiner (2004). Membrane Science and Technology Series, 9: Ion Exchange Membrane Separation Processes (First ed.). San Diego, Ca, USA: Elsevier. pp. 90–206. ISBN 0-444-50236-X.
- ^ a b c d e Davis, T. S. (1990). "Electrodialysis", in Handbook of Industrial Membrane Technology (First ed.). New Jersey, USA: Noyes Publication. pp. 40–102. ISBN 9780815512059.
