阳离子交换膜

离子交换膜法电解食盐水

离子交换膜法电解食盐水之一

离子膜电解槽，阳极是在钛板上涂二氧化钌和二氧化钛。二氧化钌对电解反应放

出的氯和氧有催化活性，利于节约电能，尤其是这种钛阳极耐化学腐蚀好，使用

寿命很长。隔膜采用阳离子膜。

离子膜电解槽装置如上图所示：将经过净化精制的食盐水加入阳极室，在阳极上

氯离子（Cl-）失去电子形成氯气；在阴极上水分子转化为氢气和氢氧离子（HO-）。

阳离子交换膜只允许钠离子（Na+）通过，进入阴极室与氢氧离子形成烧碱液。

本法因为阳膜排斥氯阴离子不允许透过，故在阴极室的碱液中混入的食盐量极微，

可制得高质量的烧碱（含氢氧化钠约35％或浓缩成50％），是现代一项重要的化

工高新技术。

离子交换膜法电解食盐水之二

隔膜法电解中，阳极液中未参与电化反应的NaCl仍留存在阳极液中，并随同阳极

液一并流入阴极室，所以，在阴极电解液中必然混有NaCl。因此，电解液经蒸发

制得的烧碱产品中，总会含有少量的NaCl，以致该产品不宜用于合成纤维、纸浆

和纸以及化学药品等需要高纯度烧碱的生产用途上。为避免这一严重缺点，设置

对阳离子具有选择透过性的某种阳离子交换膜以取代隔膜电解槽中所用的石棉隔

膜，就可阻止Cl-的通过，从而获得高纯度的烧碱溶液，经蒸发获得高纯度的液

碱产品。

参看图此种电解槽的阳极室是由一阳离子交换膜所隔开，该膜只允许阳离子Na+

通过进入阴极室，而阴离子Cl-则不能通过。饱和精盐水加入阳极室，通电时Na+

通过阳离子交换膜迁移至阴极室，在此与H2O解离生成的OH-形成NaOH；Cl-则在

阳极表面放电产生Cl2逸出。消耗掉的NaCl导致盐水浓度降低，所以阳极室有淡

盐水导出。在阴极室，H2O放电产生H2逸出；而OH-留存在溶液中与从阳极迁移

的Na+形成NaOH溶液，为此需向阴极室补给去离子水。同时，通过调节加入阴极

室的去离子水量，可得到一定浓度的烧碱溶液。

离子膜是离子交换膜法制烧碱的主要部件，需具有以下特性：①阳离子选择透过

性好；②电解质扩散率低；③较高的化学稳定性和热稳定性；④机械强度高，不

易变形；⑤电阻小。