碳纤维织布电极电吸附脱盐性能及不同隔片对电极性能的影响

发布时间：2020-10-13 01:11

　　 电吸附(Capacitive Deionization,CDI)技术是一种新型水处理技术,具有耗能少,工艺操作简单和无副产物产生等特点,近年来该技术随着碳材料的不断发展引起了学者们的广泛关注。为提升CDI技术脱盐效率,本课题构建了循环式电吸附脱盐装置,并利用该装置进行了传统CDI技术脱盐性能测试和工艺条件的优化等实验研究。在此基础上,利用不同的隔片对传统CDI脱盐技术进行了强化与改进,并对相关机理做出分析。研究结果对提升CDI技术的脱盐效率和工业化体系的发展有所裨益。主要硏究内容与结果如下:在原有电极基础上,在CDI装置中放置不同的隔片,进一步改善CDI脱盐效果。实验发现加入铁质隔片和碳质隔片的CDI装置(SSF-CDI和CNT-CDI)的电吸附量有所提升,加入纸质隔片的CDI装置(FP-CDI)导致脱盐效率下降。吸附动力学的拟合结果表明,CDI、SSF-CDI和CNT-CDI系统电极吸附去除氯化钠的过程均符合准一级动力学模型,其相关系数R~2大于0.98,它们去除氯化钠均以电吸附作用为主。吸附热力学拟合结果表明,CDI、SSF-CDI和CNT-CDI电极对氯化钠的去除过程均与Langmuir等温吸附模型相符合,其线性相关系数R~2均大于0.98,它们对离子的去除以单分子层吸附为主。热力学实验表明,CDI、SSF-CDI和CNT-CDI系统的ΔG在实验温度下均为小于零,表明离子的吸附过程是自发的。计算结果表明,CDI去除氯化钠为放热反应,温度升高不利于电吸附去除氯化钠的进行。整个吸附过程主要通过库仑力作用实现的,也是氯化钠由无序状态转换为有序状态的过程。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

CDI吸附过程

5图 1.2 CDI 吸附过程图 1.1 为 CDI 的吸附过程：在一对平行电极上施加外电场，一端带正电，一端带负电，含有离子的溶液从电极之间经过，在静电的作用下，阳离子会向负电极板迁移，被吸附在电极表面；而相对应的阴离子会向正电极板迁移，被吸附在电极表面。随着溶液的不断循环流动，离子不断被吸附，溶液的离子浓度不断降低，最终达到除盐目的。而图 1.2 为 CDI 脱附过程：电极吸附饱和后，将电场去除，电极上附着的离子会因为失去静电力的作用而释放到溶液中去，电极得以再生[21]。1.3.3 电容法除盐优点电吸附技术是一种能耗低，环保无污染的水处理技术，该技术主要有以下优

CDI流程图
【参考文献】

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本文编号：2838536