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滲析是一種自然的物理現(xiàn)象，主要依賴于溶質(zhì)在自身濃度梯度的作用下，從膜的上游傳向膜的下游。這種過程通常發(fā)生在兩種不同含鹽量的水之間，當(dāng)它們被一張滲透膜隔開時(shí)，含鹽量大的水的電介質(zhì)離子會(huì)穿過膜向含鹽量小的水中擴(kuò)散。這種擴(kuò)散是由于濃度差引起的，因此被稱為濃差滲析。滲析過程的速度與濃度差的大小有關(guān)，濃度差越大，滲析的過程越快。然而，由于滲析過程是基于濃差作為推動(dòng)力，因此其擴(kuò)散速度相對(duì)較慢。
滲析技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要用于脫除含有多種溶質(zhì)溶液中的低分子量組分。例如，血液滲析就是利用滲析膜代替腎來去除血液中的有毒低分子量組分，如尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等，以緩解腎衰竭和尿毒癥患者的病情。
電滲析則是滲析技術(shù)的一種改進(jìn)，通過在膜的兩邊施加一直流電場(chǎng)來加速離子的遷移過程。在電滲析中，溶液中的離子在電場(chǎng)的作用下，通過離子交換膜進(jìn)行遷移。陽離子通過陽離子交換膜向陽極遷移，而陰離子則通過陰離子交換膜向陰極遷移。這種過程可以在不引入其他化學(xué)物質(zhì)的情況下，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純。
電滲析的操作步驟如下：
實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好電滲析儀器和所需的實(shí)驗(yàn)材料，預(yù)先調(diào)整好儀器的電壓和電流，以及所需的電極和離子選擇膜。
準(zhǔn)備溶液：將待分離的溶液制備好，確保溶液中的離子濃度適當(dāng)，以及溶液的pH值和溫度符合實(shí)驗(yàn)要求。
裝配電滲析儀器：將電極正確地安裝在電滲析儀器中，確保電極之間的間距合適，以及電極與盛裝溶液的電容器之間沒有漏電現(xiàn)象。
開始電滲析：將預(yù)先調(diào)整好的電壓和電流施加到電滲析儀器上，確保電場(chǎng)密度適中，使離子在電場(chǎng)中遷移。同時(shí)，將溶液注入盛裝器中，確保電極完全浸入溶液中。
監(jiān)測(cè)和收集：定期檢查電滲析過程中的電壓、電流和電導(dǎo)率等參數(shù)，以確保實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定進(jìn)行。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，可以根據(jù)離子梯度的變化和離子的可見性進(jìn)行采樣和收集離子。
結(jié)束實(shí)驗(yàn)：當(dāng)離子遷移達(dá)到預(yù)期效果或達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，關(guān)閉電滲析電極，停止電流和電壓施加。將電極從溶液中取出，清洗和存儲(chǔ)。
電滲析工藝流程包括原料液處理、連接電滲析設(shè)備、設(shè)置電壓和電流、開始電滲析、電滲析過程控制、電滲析結(jié)束和收集產(chǎn)物等步驟。其中，原料液處理包括去除懸浮物、調(diào)整pH值等步驟，以確保原料液適合進(jìn)行電滲析。在電滲析結(jié)束后，將獲得的目標(biāo)物質(zhì)收集起來，收集的方式可以根據(jù)需要選擇，例如采用溶液收集、濃縮、干燥等方法。
總的來說，滲析和電滲析都是重要的膜分離技術(shù)，它們?cè)谠S多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，如水處理、食品加工、制藥等。通過了解這兩種技術(shù)的概念和操作步驟，可以更好地理解它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的作用和價(jià)值。
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