多孔碳材料的制备及其电吸附脱盐性能的研究

发布时间：2022-12-24 12:19

　　电吸附脱盐（CDI）技术因具有效率高、能耗低、成本低和无二次污染的特点而被认为是目前最有潜力的可持续海水脱盐技术,其实际应用依赖于高稳定性的电极材料的开发。本文通过将过量的氯化锌（ZnCl₂）催化甲醛和吡咯反应生成聚合物,高温活化得到高比表面积的氮掺杂多孔碳材料（NCAs）。整个制备过程中,ZnCl₂作为反应催化剂和碳材料的活化剂。实验表明过量的ZnCl₂催化醛基-CHO与吡咯杂芳环上的-CH发生了Friedel-Crafts反应生成水凝胶,过量的ZnCl₂的填充使得水凝胶在105℃干燥过程中结构不发生塌陷,得到完整的块体。在高温活化中ZnCl₂又充当活化剂,活化温度是影响NCAs的多孔结构、氮含量和含氮种类的因素。800°C下得到比表面积为1450 m2/g的NCA-800,其氮含量为10.86 atom%,900°C下得到的1670 m2/g的NCA-900氮含量为4.09 atom%,NCA-800的氮主要是吡啶氮、吡咯氮,而NCA-900的氮主要为季铵氮。组装电容装置,... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 海水脱盐技术的现状
    1.3 电吸附脱盐技术概述
    1.4 多孔碳材料作为电吸附脱盐电极的应用
    1.5 多孔碳材料的制备方法
    1.6 本课题的研究意义及主要内容
    1.7 本文研究路线
2 实验材料与分析方法
    2.1 实验药品与仪器
    2.2 结构表征及性能测试
3 氮掺杂多孔碳(NCAs)的制备和性质表征
    3.1 概述
    3.2 实验方法
    3.3 聚合物的结构和多孔性分析
    3.4 NCAs性质的影响因素分析
    3.5 本章小结
4 NACs的双电层电容行为分析
    4.1 概述
    4.2 NCAs的双电层性能
    4.3 NCAs电极的盐吸附的影响因素
    4.4 本章小结
5 NCA-800的连续电吸附脱行为的研究
    5.1 前言
    5.2 不同电压下NCA-800的连续盐吸附容量
    5.3 不同浓度下NCA-800电极的连续盐吸附行为
    5.4 本章小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
作者简介
学位论文数据集



本文编号：3726124