
【化】 diaphragm electrolytic cell
dissepiment; lack of mutual understanding; septum
【化】 diaphragm; membrane; septum
【醫】 diaphragm; dissepiment; intersaeptum; interseptum; partition
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
electrobath
【化】 electrolytic bath; electrolytic cell; electrolyzer
【醫】 electrolysis bath
隔膜式電解槽(Diaphragm Electrolytic Cell)是一種利用選擇性滲透隔膜将電解槽分隔為陽極室和陰極室的電化學裝置,主要用于工業電解過程。其核心特征是通過物理或化學隔膜防止兩極産物混合,同時允許離子遷移形成電流回路。
隔膜(Diaphragm)
由耐腐蝕材料(如石棉、聚合物)制成的多孔屏障,允許電解質離子(如Na⁺、Cl⁻)通過但阻隔氣體和液體混合。其微孔結構通過毛細作用控制電解液滲透,避免陰極區OH⁻反向擴散至陽極區導緻副反應。
電解槽結構
隔膜物理隔離兩室,僅允許離子遷移維持電中性。
氯堿工業
隔膜槽通過飽和食鹽水電解生産氯氣、氫氣和氫氧化鈉,電流效率約95%,堿液濃度通常為10-12%(需後續濃縮)。其優勢在于適應性強,可處理較低純度鹽水。
技術演進
早期使用石棉隔膜(如Hooker型電解槽),因環保問題逐步被改性隔膜(如聚四氟乙烯複合膜)替代。現代改進設計通過優化電極塗層(如钛基钌氧化物陽極)提升能效。
區别于離子膜電解槽(使用全氟磺酸陽離子交換膜),隔膜槽的微孔結構無離子選擇性,陰、陽離子均可通過,故産物純度較低(堿液含鹽量約1%)。但其結構簡單、成本低,仍用于特定工業場景。
定義隔膜電解槽為"采用多孔介質分隔電極的電解裝置,依賴濃度梯度驅動離子遷移"(來源:IUPAC電化學術語庫)。
指出隔膜在電解槽中"阻止電極産物混合,同時保持離子導電通路"(來源:化學工業出版社,第5版)。
強調隔膜需具備"化學惰性、機械穩定性及可控孔隙率"(來源:ACS Industrial & Engineering Chemistry Research)。
應用實例:中國氯堿工業2024年仍有約15%産能使用改進型隔膜槽,主要用于對堿液純度要求不高的領域(如造紙助劑生産),年産量超200萬噸(來源:中國氯堿工業協會年度報告)。
隔膜式電解槽是一種利用物理隔膜分隔陽極和陰極區域的電化學設備,主要用于電解反應和離子分離。以下是詳細解釋:
核心組件
由槽體、陽極、陰極和隔膜組成。隔膜通常由聚合物、陶瓷或石棉絨制成,具有多孔特性,既能阻止兩極溶液混合,又允許離子通過以維持電流傳導。
工作原理
電解時,陽極發生氧化反應(如Cl⁻→Cl₂),陰極發生還原反應(如H₂O→H₂+OH⁻)。隔膜通過選擇性滲透,控制離子遷移路徑,避免副反應(如H₂與Cl₂混合爆炸)。
按隔膜類型
按結構形式
氯堿工業
用于食鹽水電解制取NaOH、Cl₂和H₂,石墨陽極與鐵陰極通過石棉隔膜分隔,槽電壓較低但堿液濃度一般<15%。
水電解制氫
新型活性陰極技術結合改性隔膜,可降低能耗并提升氫氣産率。
更多技術細節可參考知網百科()及電解槽分類原理文獻()。
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