利用半透膜或選擇透過性離子交換膜使溶液中的溶質由高濃度一側通過膜向低濃度一側遷移的過程。這種過程是以濃度差為動力，所以也稱為濃差滲析或自然滲析。它主要用於有機和無機電解質的分離和純化。在環境工程方面目前主要用於酸、堿廢液的處理和回收。

　　19世紀50年代初，英國化學傢T.格雷厄姆開始系統地研究溶液的擴散作用，隨後又研究瞭不同溶質通過半透膜（羊皮紙或棉膠等製成的薄膜）的特性，發現一些溶質的分子或離子能通過半透膜的細孔，而較大大的膠體粒子不能通過的現象。格雷厄姆稱此現象為滲析。根據這個原理制成的設備稱為滲析器，常用於膠體溶液的濃縮以及核酸、蛋白質等高分子化合物的提純。20世紀50年代出現瞭以離子交換膜作為隔膜的擴散滲析器。離子交換膜擴散滲析器由離子交換膜、隔板和夾緊裝置組成。離子交換膜是滲析器的關鍵部件，可根據不同用途選用不同的型號。隔板是膜的支撐體和水流通道，隔板材料有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯塑料和橡膠等。夾緊裝置常采用鐵板、螺栓或液壓部件，把膜和隔板組成一個整體。采用陽離子交換膜，其固定基團帶負電荷，隻允許陽離子透過，而阻擋陰離子；采用陰離子交換膜則相反。雖然陽離子交換膜有阻止陰離子通過的選擇性，但是氫氧離子(OH-)卻能通過；而氫離子(H+)同樣也能通過陰離子交換膜。酸根離子和H+ 分別通過陰離子交換膜後結合為酸；金屬離子和OH-分別通過陽離子交換膜後結合為堿。利用離子交換膜的這種選擇透過作用，可以分離有機膠質、無機電解質，回收酸和堿。

　　原理　擴散滲析是依靠膜兩側溶液的濃度差進行溶質擴散的。根據斐克擴散定律，通過膜面積為S(厘米3)的物質與膜的兩側溶液的濃度C1，C2(摩爾／厘米2)有下述關系：

ΔQ=KS(C1-C2)=K·S·ΔC式中ΔQ為單位時間內通過膜的物質數量（摩爾／秒）；ΔC為膜兩側溶液的濃度差（摩爾／厘米3）；K為擴散系數，其值與膜本身以及膜界面現象有關，根據膜及裝置實際測定。

　　如果A、B兩種物質在原液中的濃度為CA、CB；在擴散液中的濃度為CA′、CB′；則分離系數Se為：

　　如果Se=1，說明隻有擴散，沒有分離；Se值越大，表示分離越完全。

　　擴散滲析的效果主要與下列因素有關：膜的物理化學性質，原液的成分、濃度，操作條件（溫度、流速等），隔板型式等。

　　應用　擴散滲析具有設備簡單、投資少、基本不耗電等優點，可應用於:①從冶金工業的金屬處理廢液中回收硫酸(H2SO4)或鹽酸(HCI)；②從濃硫酸法木材糖化液中回收硫酸；③從粘膠纖維工業的碎木漿料處理液中回收氫氧化鈉(NaOH)；④從離子交換樹脂裝置的再生廢液中回收酸、堿等。目前在工業上應用較多的是鋼鐵酸洗廢液的回收處理。鋼鐵酸洗廢液一般含10％左右的硫酸和12～22％的硫酸亞鐵(FeSO4)。采用陰離子交換膜擴散滲析器分離硫酸和硫酸亞鐵的原理如圖。

　　原液和水逆向通入膜的兩側，由於濃度差和膜的選擇透過作用，原液中的硫酸進入膜一側的隔室，而硫酸亞鐵仍留在原液隔室內，滲析的結果使膜的一側隔室內為主要含有硫酸的擴散液，另一側隔室內則為主要含有硫酸亞鐵的殘液，這樣就達到瞭從硫酸和硫酸亞鐵的混合液中回收硫酸的目的。硫酸的回收率可達70％以上，在回收的硫酸中還含有10％左右的硫酸亞鐵。由此可見，擴散滲析不能達到完全的分離回收。為彌補這一缺陷，國外有采用擴散滲析法與隔膜電解法相組合的工藝系統，以回收硫酸和鐵。

　　

參考書目

　小坂勇次郎，清水博：《ィォン交換膜》，共立出版株式會社，東京，1963。

　李基森等編譯：《離子交換膜及其應用》，科學出版社，北京，1977。