电容中和渗析法产能及电容盐度差产能的研究
发布时间：2020-10-23 12:19
随着煤、石油、天然气等非再生能源的日益短缺,以及化石燃料燃烧带来的环境污染,太阳能、风能、潮汐能等各种可再生的清洁能源兴起。除此以外,还有正在兴起的利用盐差能发电的技术,如压力延迟渗透法、反电渗析法、电容双电层膨胀法和电容唐南电势法等。本论文针对新能源领域的化学能和盐差能,利用特定的电容装置,将其转换成电能。基于中和渗析脱盐的技术,提出了电容中和渗析法产能,将储存在废酸废碱液中的化学能转化成电能,而且还能同时对盐溶液起到脱盐的作用。通过在石墨电极上涂覆活性炭,大大提高了电容中和渗析的产能效果。基于电容唐南电势法产能的技术,我们制备了石墨烯海绵这一新型材料,并对其进行表征,观察了其表面形貌、测量了比表面积和孔径分布、测试了它的拉曼光谱。将其应用于电极材料,与传统的活性炭做电极材料相比,大大提高了电容唐南电势法产能的性能。废酸废碱来源广泛、产量巨大,盐差能储备丰富、分布范围广。能够充分利用这两种资源并将其转换成电能,那么对于环境保护、资源能源节约等将起到一举多得的作用。因此,发展新型能源技术有很好的应用前景和现实意义。
【学位单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM619
【部分图文】：
2018 年华东师范大学硕士学位论文离子原理最早应用于去离子方面，由 Manabu Igawa 件由三个腔室构成，见图 1-1。盐溶液在中间两边的 A 室 B 室，A 室与 S 室之间隔以阳离子e)，S 室与 B 室之间隔以阴离子交换膜(腔室中的溶液以固定流量泵入。在 A、S 室之存在浓度差，所以酸溶液中的 H+会透过 CE溶液中的阳离子（M+）也透过 CEM 进入酸溶的氢氧根（OH-）与盐溶液中的阴离子（L-），S 室中的 H+和 OH-发生中和反应生成水，以起到对盐溶液脱盐的作用。
图 1-2 反电渗析装置原理图Fig.1-2 Schematic diagram of RED度梯度会引起离子由浓水室向淡水室迁移。以氯化钠溶液为例，浓穿过阳离子交换膜进入其右边的淡水室中，浓水室中的氯离子穿过相邻的左边的淡水室中，由于浓水室同时有阴阳离子的流出，淡水子的注入，所以浓水和淡水依然保持电中性。整体来看，钠离子向，氯离子向左即负极方向流动，在器件内部形成了定向的离子移动正极室中只有氯离子的注入，正极表面需要通过发生氧化反应使溶理，右侧负极室中为了保持溶液的电中性需要发生还原反应。图示，当然也存在许多其他的氧化还原体系。因此，当外接电路中连入件时，电子可以从正极经过外接电路流向负极，膜电势引起的正负化成了电流，从而产生电能。
图 1-3 压力延迟渗透装置示意图Fig.1-3 Schematic diagram of PRO.2 新型的盐度差产能技术新兴的盐度差产能技术包括电容双电层膨胀法产能（Capacitive Double Lpansion，CDLE）[6,7]和电容唐南电势法产能（CapacitiveDonnanPotential，C，两者的共同特征是以多孔碳材料作为电容器的电极材料，都是将化学能直接能。由于两者都用了电容器结构，并都是将海水和淡水混合，所以 CDLE 和统称为 CapMix，即电容混合产能。两者的不同之处是 CDP 比 CDLE 多使用换膜，而 CDLE 比 CDP 多加了外接电源，所以 CDLE 中离子吸附与脱附的外接电源，而 CDP 是在正负电极表面各覆盖一层阴阳离子交换膜，利用离的膜电势作为驱动力，实现离子的吸附与脱附。与传统的盐度差产能
【参考文献】
本文编号：2853026
【学位单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM619
【部分图文】：
2018 年华东师范大学硕士学位论文离子原理最早应用于去离子方面，由 Manabu Igawa 件由三个腔室构成，见图 1-1。盐溶液在中间两边的 A 室 B 室，A 室与 S 室之间隔以阳离子e)，S 室与 B 室之间隔以阴离子交换膜(腔室中的溶液以固定流量泵入。在 A、S 室之存在浓度差，所以酸溶液中的 H+会透过 CE溶液中的阳离子（M+）也透过 CEM 进入酸溶的氢氧根（OH-）与盐溶液中的阴离子（L-），S 室中的 H+和 OH-发生中和反应生成水，以起到对盐溶液脱盐的作用。
图 1-2 反电渗析装置原理图Fig.1-2 Schematic diagram of RED度梯度会引起离子由浓水室向淡水室迁移。以氯化钠溶液为例，浓穿过阳离子交换膜进入其右边的淡水室中，浓水室中的氯离子穿过相邻的左边的淡水室中，由于浓水室同时有阴阳离子的流出，淡水子的注入，所以浓水和淡水依然保持电中性。整体来看，钠离子向，氯离子向左即负极方向流动，在器件内部形成了定向的离子移动正极室中只有氯离子的注入，正极表面需要通过发生氧化反应使溶理，右侧负极室中为了保持溶液的电中性需要发生还原反应。图示，当然也存在许多其他的氧化还原体系。因此，当外接电路中连入件时，电子可以从正极经过外接电路流向负极，膜电势引起的正负化成了电流，从而产生电能。
图 1-3 压力延迟渗透装置示意图Fig.1-3 Schematic diagram of PRO.2 新型的盐度差产能技术新兴的盐度差产能技术包括电容双电层膨胀法产能（Capacitive Double Lpansion，CDLE）[6,7]和电容唐南电势法产能（CapacitiveDonnanPotential，C，两者的共同特征是以多孔碳材料作为电容器的电极材料，都是将化学能直接能。由于两者都用了电容器结构，并都是将海水和淡水混合，所以 CDLE 和统称为 CapMix，即电容混合产能。两者的不同之处是 CDP 比 CDLE 多使用换膜，而 CDLE 比 CDP 多加了外接电源，所以 CDLE 中离子吸附与脱附的外接电源，而 CDP 是在正负电极表面各覆盖一层阴阳离子交换膜，利用离的膜电势作为驱动力，实现离子的吸附与脱附。与传统的盐度差产能
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 郭崇武;李健强;;电镀废水处理技术与实践[J];电镀与环保;2012年04期
2 李兴鳌;王博琳;刘忠儒;;石墨烯的制备、表征与特性研究进展[J];材料导报;2012年01期
3 杨月明;;我国电镀废水处理现状及展望[J];广州化工;2011年15期
4 傅玲;刘洪波;邹艳红;李波;;Hummers法制备氧化石墨时影响氧化程度的工艺因素研究[J];炭素;2005年04期
本文编号：2853026
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