隔膜电解槽英文解释翻译、隔膜电解槽的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 diaphragm electrolyzer
分词翻译:
隔膜的英语翻译:
dissepiment; lack of mutual understanding; septum
【化】 diaphragm; membrane; septum
【医】 diaphragm; dissepiment; intersaeptum; interseptum; partition
电解槽的英语翻译:
electrobath
【化】 electrolytic bath; electrolytic cell; electrolyzer
【医】 electrolysis bath
专业解析
隔膜电解槽(Diaphragm Electrolytic Cell)是一种利用选择性渗透隔膜将电解槽分隔为阳极室和阴极室,以实现特定电化学反应或产物分离的电化学装置。其核心在于“隔膜”对离子迁移的选择性控制。
详细解释:术语分解与原理
-
隔膜 (Diaphragm / Membrane):
- 中文释义: 指在电解槽中起物理分隔作用的多孔材料或离子选择性薄膜。它允许特定离子(如Na⁺)和水分子通过,但阻止电极产物(如Cl₂和H₂)或反应物(如OH⁻)在两侧室间自由混合,防止副反应发生或产物交叉污染。
- 英文对应:
Diaphragm
(通常指多孔惰性材料,如石棉或聚合物纤维) 或 Membrane
(特指具有离子选择性的功能薄膜,如离子交换膜)。
- 功能: 物理分隔阳极区与阴极区,选择性透过离子,维持电荷平衡,决定槽电压和电流效率的关键组件。来源:国际电解槽协会 (IETA) 技术术语库。
-
电解槽 (Electrolytic Cell):
- 中文释义: 进行电解反应的装置。包含阳极、阴极、电解质溶液(电解液)以及盛装它们的容器。通电时,在电极/溶液界面发生氧化还原反应。
- 英文对应:
Electrolytic Cell
。
- 功能: 将电能转化为化学能,驱动非自发氧化还原反应发生,用于物质的制备(如氯气、氢气、氢氧化钠)、精炼(如金属电解精炼)或电合成。来源:《电化学工程原理》(Prentice Hall)。
-
隔膜电解槽 (Diaphragm Electrolytic Cell):
- 中文释义: 整合了上述两者的装置。特指在电解槽的阳极室和阴极室之间安装了隔膜(或膜)的电解槽。其设计目的是在电解过程中,利用隔膜的物理阻隔和离子选择性渗透特性,实现反应物的隔离、产物的分离或特定离子的定向迁移。
- 英文对应:
Diaphragm Electrolytic Cell
(广义,包含使用多孔隔膜) 或 Membrane Electrolytic Cell
(狭义,特指使用离子交换膜)。
- 核心原理:
- 阳极发生氧化反应(如氯碱工业中:2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻)。
- 阴极发生还原反应(如氯碱工业中:2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻)。
- 隔膜阻止阴极产生的OH⁻向阳极迁移与Cl₂反应生成次氯酸盐(Cl₂ + 2OH⁻ → Cl⁻ + ClO⁻ + H₂O),也阻止阳极产生的Cl₂向阴极迁移与H₂混合爆炸或与OH⁻反应。同时允许Na⁺等阳离子从阳极室迁移至阴极室以维持电荷平衡,形成阴极室的NaOH产品液。来源:《现代氯碱技术手册》(化学工业出版社)。
典型应用实例:氯碱工业
隔膜电解槽最著名的应用是生产氯气(Cl₂)、氢气(H₂)和氢氧化钠(NaOH)的氯碱工业:
- 阳极室: 饱和食盐水(NaCl溶液),产生Cl₂。
- 阴极室: 稀碱液或水,产生H₂和OH⁻。
- 隔膜: 早期使用石棉纤维(Asbestos Diaphragm),现代多使用改性聚合物隔膜或更先进的离子交换膜(在膜法电解槽中)。它允许Na⁺和水分子从阳极室迁移至阴极室,形成含NaOH和未分解NaCl的阴极液(需后续蒸发浓缩分离)。
- 反应总式:
$$
2NaCl + 2H_2O xrightarrow{text{电解}} Cl_2 + H_2 + 2NaOH
$$
来源:美国化学会 (ACS) 工业化学出版物。
网络扩展解释
隔膜电解槽是一种用于电化学反应的装置,其核心设计是通过物理隔膜分隔阳极和阴极区域,实现物质选择性传递和反应控制。以下从结构、功能和应用三方面进行详细解释:
1.核心结构与材料
- 隔膜:作为核心组件,通常由聚合物、陶瓷或石棉等材料制成()。它具有多孔特性,既能阻隔阴阳极电解液直接混合,又允许特定离子(如OH⁻、K⁺等)通过,维持电荷平衡(、)。
- 电极与槽体:阳极多采用石墨或金属材料(如镍基合金),阴极常用铁或其他耐腐蚀金属;槽体需具备耐化学腐蚀性,常见材质包括不锈钢或玻璃钢(、)。
2.核心功能
- 物质隔离:防止阳极产生的氧气与阴极产生的氢气混合,避免爆炸风险(、)。
- 离子传导:允许电解液中的离子迁移,形成闭合电路,维持电解反应的持续进行()。
- 反应控制:通过限制副反应(如产物交叉氧化/还原)提升产物纯度,例如在氯碱工业中可制得高浓度NaOH溶液(、)。
3.典型应用领域
- 水电解制氢:用于绿氢生产,碱性电解槽中隔膜是关键部件,直接影响制氢效率和气体纯度(、)。
- 氯碱工业:电解食盐水生产氯气、氢气和烧碱,立式隔膜电解槽因结构紧凑被广泛应用(、)。
- 金属精炼:如铜、铝的电解提纯,隔膜可防止杂质离子污染阴极产物()。
4.性能优化方向
- 隔膜需平衡离子导电性与气密性,新型材料(如复合陶瓷膜)可降低内阻并延长寿命(、)。
- 槽体设计趋向模块化,例如立式结构通过优化流场分布降低能耗(、)。
通过以上设计,隔膜电解槽在能源、化工等领域实现了高效、安全的大规模电化学转化。更多技术细节可参考电化学工程或工业电解相关文献。
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