离子交换膜（IEM）可以很好地分离带有不同电荷符号的不同离子。例如,阳离子交换膜（CEM）上固定有负电基团,只允许阳离子选择性透过;类似地,阴离子交换膜（AEM）上固定有正电基团,只允许阴离子选择性透过。目前的认知中,常规离子交换膜尚不能有效区分带有相同电荷符号的不同离子。然而在本课题组的前期工作中,Cl-及SO42-在AEM的扩散渗析（DD）过程中表现出极高的选择性,由此我们发现离子交换膜不仅具有电荷选择性,在特定条件下也可以较好地区分不同的同号离子,且选择性受多种因素影响。因此,若能对其中的离子选择性跨膜传输机理有更深入的认识,对提高膜过程的分离性能将大有裨益。IEM中的离子迁移机制复杂,本研究中就IEM内离子的扩散迁移进行系统研究,通过设计NaCl+Na2SO4模型体系实验,探究在DD过程中带相同电荷的不同离子的选择性分离以及水的迁移现象;同时探究了相关机理,如膜的溶胀、膜孔道上的双电层厚度与选择性之间的关系。双电层与膜的实际孔道共同形成了供离子迁移的离子通道,对于不同的溶质,两者对其过膜迁移的影响程度并不相同。当膜相中自由离子通道孔径较大时,溶液中的离子的渗透系数U高,则离子透过率高。不论在AEMs或CEMs中,在自由孔径较小时,带相同电荷的不同离子（Cl-与SO42-）可表现出较高选择性跨膜传输,在特定的阴离子交换膜中,其选择性甚至能达到700,这是之前不曾观察到过的。膜相中水的迁移与膜上固定电荷无关,与自由孔径相关,其迁移动力为膜两侧的水活度差,水活度差越大,则水迁移越快,传输量越大。离子在膜中的迁移过程复杂,尚不能完全厘清,但本研究所揭示的现象以及规律,有望优化IEM的工业过程,使其能应用到更广泛的领域之中。