英语翻译：

【化】 ionic exchange membrane cell

分词翻译：

离子膜的英语翻译：

【机】 ionic membrane

电解槽的英语翻译：

electrobath
【化】 electrolytic bath; electrolytic cell; electrolyzer
【医】 electrolysis bath

专业解析

离子膜电解槽（IEM Electrolyzer）是一种利用离子交换膜（Ion Exchange Membrane, IEM）将电解槽分隔为阳极室和阴极室，并选择性地允许特定离子通过以实现特定电化学反应的高效电解装置。其核心在于离子交换膜的选择性渗透功能。

汉英术语解析：

• 离子膜 (Lízǐ mó / Ion Exchange Membrane, IEM)： 指具有离子选择透过性的高分子功能膜。在电解槽中，它允许阳离子（如H⁺、Na⁺）或阴离子（如OH⁻）通过，同时阻挡气体产物（如Cl₂、H₂）和反向离子迁移，实现两极产物的物理隔离与反应物的有效分离 。
• 电解槽 (Diànjiě cáo / Electrolyzer)： 指进行电解反应的容器或装置系统，包含电极、电解质、隔膜（此处为离子膜）及供电系统。其功能是在直流电作用下，促使电解质溶液或熔融电解质在电极上发生氧化还原反应 。
• 离子膜电解槽 (IEM Electrolyzer)： 特指采用离子交换膜作为隔膜的电解槽。相较于传统隔膜法或水银法电解槽，它具有能耗低、产品纯度高、无污染等显著优势，是现代氯碱工业、水电解制氢及有机电合成等领域的关键设备 。

工作原理与技术特点：

1. 选择性离子迁移： 以氯碱工业为例，饱和食盐水进入阳极室，Cl⁻在阳极放电生成氯气（Cl₂）；Na⁺在电场驱动下透过阳离子交换膜（如全氟磺酸膜）迁移至阴极室。阴极室中水被还原生成氢气（H₂）和OH⁻，OH⁻与迁移过来的Na⁺结合生成高纯度氢氧化钠溶液。离子膜有效阻止了OH⁻向阳极室扩散和Cl⁻向阴极室迁移，避免了副反应（如生成次氯酸钠），提高了电流效率和产品纯度。
2. 核心组件： 主要由阳极（如钛涂钌铱）、阴极（如镍）、离子交换膜（如Nafion™、Flemion™）、电解槽框、密封件等构成。膜的性能（离子传导性、选择性、化学稳定性、机械强度）直接决定电解槽效率和使用寿命。
3. 主要应用：
   • 氯碱工业： 生产高纯度烧碱（NaOH）、氯气（Cl₂）和氢气（H₂），是当前最主流且成熟的应用。
   • 水电解制氢： 采用质子交换膜（PEM，一种阳离子膜）或阴离子交换膜（AEM）电解纯水生产高纯氢气（H₂）和氧气（O₂），具有效率高、响应快、适应波动电源（如可再生能源）等优点。
   • 其他： 有机电合成、盐差能发电、电渗析等 。

权威参考来源：

1. 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) - 电化学术语定义：提供“离子交换膜”、“电解槽”等基础术语的权威定义和分类标准。(来源：IUPAC Gold Book)
2. 《化工百科全书》- “电解”与“膜分离技术”条目：系统阐述电解原理、电解槽类型（包括离子膜电解槽）及离子膜在化工分离中的应用。(来源：化学工业出版社)
3. 中国化工学会 - 绿色化工技术报告：介绍离子膜电解技术在氯碱工业节能减排中的核心作用及最新进展。(来源：中国化工学会官网)
4. 《Modern Chlor-Alkali Technology》：专业著作详细论述离子膜电解槽在氯碱生产中的设计、操作、性能优化及与隔膜法、水银法的比较。(来源：Society of Chemical Industry)
5. 美国能源部 (DOE) - 氢能与燃料电池技术办公室报告：阐述质子交换膜（PEM）电解槽（离子膜电解槽的一种）的技术原理、研发现状及在清洁制氢中的应用前景。(来源：U.S. Department of Energy)
6. 《Journal of Membrane Science》：国际权威期刊，持续发表离子交换膜材料设计、制备、表征及其在电解槽等应用中性能研究的最新成果。(来源：Elsevier 期刊)

网络扩展解释

离子膜电解槽是一种利用离子选择性交换膜分隔阴阳极区，通过电解反应实现物质分离与制备的电化学装置。其核心原理和特点如下：

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一、工作原理

1. 离子迁移与反应
   在电场作用下，阳极发生氧化反应（如Cl⁻→Cl₂），阴极发生还原反应（如H₂O→H₂和OH⁻）。阳离子（如Na⁺）通过离子膜迁移至阴极区，阴离子（如Cl⁻）被阻挡在阳极区，实现产物分离。
   反应式示例（氯碱工业）：

   • 阳极：$2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻$
   • 阴极：$2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻$
   • 总反应：$2NaCl + 2H₂O → Cl₂↑ + H₂↑ + 2NaOH$

2. 离子膜的作用
   离子膜（多为氟聚合物材料）选择性允许特定电荷离子通过，防止产物混合（如Cl₂与H₂接触爆炸），同时提升电流效率。

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二、核心结构

1. 电解槽主体

   • 阳极：钛网涂覆钌、铱氧化物（耐Cl₂腐蚀）。
   • 阴极：碳钢或镍基材料（耐碱性环境）。
   • 离子膜：分隔阴阳极室，控制离子迁移路径。

2. 槽型分类

   • 单极式：单元槽仅含单一电极，并联电路，高电流低电压运行。
   • 复极式：单元槽集成阴阳极，串联电路，低电流高电压运行。

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三、应用领域

1. 氯碱工业：电解食盐水生产氯气、烧碱和氢气。
2. 环保与能源：废水处理、氢能制备（如电解水制氢）。
3. 金属精炼：铜、锌等金属的电解提纯。

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四、技术特点

• 高效节能：离子膜降低电阻，能耗较传统隔膜法减少30%。
• 产物纯度高：膜隔离避免副反应，如氯碱工业中NaOH纯度可达99%以上。
• 操作灵活：可通过调节电流密度控制反应速率。

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五、关键影响因素

1. 盐水质量：Ca²⁺、Mg²⁺等杂质会堵塞膜孔，导致电压升高、效率下降。
2. 电流密度：过高会加速膜老化，过低则降低产能。
3. 温度与浓度：需维持阳极液NaCl浓度（约3.2mol/L）以优化反应速率。

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如需更深入的技术参数或工艺流程，可参考氯碱工业标准或电解槽制造商资料（来源：、5、6、8）。

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