Neutralization Dialysis. Problems and Outlook

Abstract

Neutralization dialysis (ND) of model systems containing 0.1-0.5 M NaCl and various high-molecular-weight synthetic or natural substances have been investigated. Desalination experiments were carried out in a three-compartment spiral module equipped with heterogeneous Ralex or homogeneous Neosepta membranes. Practically complete desalination proceeds due to the neutralization reaction in the desalination compartment. The time of desalination depends only on the membrane permeability and on the initial salt concentration in solution. An important feature hindering larger application of this method is sharp pH changes occurring in the desalination solution. This phenomenon predicted theoretically is mainly caused by the difference in diffusivities of H+/Na+ and OH-/Cl- ion pairs. Independently of the type of membrane and desalinated solution, pH value jumps into acidic region at the beginning of the ND. In the course of the process the pH value increases and the ND proceeds mostly at pH < 7. On the basis of theoretical prediction, an experimental method consisting in adjustment of acid concentration is proposed, which makes it possible to maintain constant pH in the desalination compartment. The convenience of this method was demonstrated by the ND of protein solutions.

Выбор Анионообменной Мембраны При Разделении Фенилаланина И Хлорида Натрия Нейтрализационным Диализом

“…Диапазон концентраций смешанных эквимолярных растворов фенилаланина и хлорида натрия составил 0.01-0.15 моль/дм 3 . В модельных растворах аминокислота находилась преимущественно в виде цвиттер-ионов, так как рН растворов имел величины, близкие к значению изоэлектрической точки фенилаланина pI=5.91.…”

“…3). Известно, что при нейтрaлизaциoнном диализе значение pH определяется отношением концентраций H + и OHв секции деминерализации, которое зависит от соотношения коэффициентов диффузии ионов, толщины не перемешиваемых слоев, прилегающих к поверх-ности мембраны, и от начальных концентраций кислотных, щелочных и деминерализуемых растворов [3]. Вследствие более высокого переноса ионов гидроксила через мембрану МА-41 деминерaлизуемый раствор закислялся в меньшей степени и во всем диапазоне концентраций значение рН составляло 5.0-5.6.…”

“…Нейтрализационный диализ эффективно применяют при выделении электролитов [2,3], разделении органических электролитов [4], опреснении природной и водопроводной воды [5,6], разделении слабых кислот и оснований [7], деминерализации водных растворов углеводов и молочной сыворотки [8]. Основным условием эффективной деминерализации растворов аминокислот является обеспечение максимального массопереноса минеральной соли через ионообменные мембраны при сохранении амфолита в исходной секции.…”

Capacitive Neutralization Dialysis for Direct Energy Generation

“…To exploit the energy stored in waste acid and alkaline solutions, previous work has been done by using a pseudocapacitor, where redox reactions happen on the electrodes. , However, assembling of these electrode materials is not easy . To harvest electricity using a simple procedure, we developed a novel technology known as capacitive neutralization dialysis energy (CNDE), which is based on classical neutralization dialysis (ND). − The ND cell, a self-powered desalination device using both acidic and basic streams, is based on a simple three-compartment configuration consisting of one cation-exchange membrane (CEM) and one anion-exchange membrane (AEM) separating acid, salt water, and alkaline compartments. ,, The desalination process is purely driven by the ionic gradients between each ion-exchange membrane.…”