HNO 3 /TiO 2 改性活性炭电极制备及性能表征
发布时间：2021-02-21 14:11
电吸附技术是一种新兴水去离子处理方法,性能优良的电极材料是其研究的重点。本实验选取孔结构丰富的市售活性炭作为电极材料,对活性炭材料进行盐酸去灰分处理,研究了电极制备工艺和硝酸改性、载钛改性工艺。采用SEM、FTIR、BET、EDS、XRD、TEM、灰分、碘值等表征活性炭的理化性能;采用循环伏安法表征分析了活性炭电极的电化学性能;并通过除盐实验评价电极的电吸附性能。采用盐酸酸洗法对市售活性炭进行预处理。结果表明,HCl酸洗使活性炭的表面杂质减少,比表面积提高18.3%,灰分去除75%,碘吸附值明显增大,表明盐酸酸洗使活性炭的微孔增多,比表面积增大。通过正交实验优化活性炭硝酸改性工艺,得出最佳的硝酸改性条件为:HNO3浓度10%,温度40℃,时间为3h。此条件下所制活性炭的比表面积为925.362m2/g,比电容为92.37F/g。且经硝酸改性后,活性炭酸性含氧官能团增加。采用正交试验,确定了溶胶凝胶法载钛改性活性炭的最佳工艺参数为:钛酸丁酯固定6mL,活性炭2 g,无水乙醇30 mL,冰醋酸2 mL,去离子水4.5 mL,盐酸0.25mL。二氧...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电吸附去离子结构示意图
电吸附去离子技术示意图见图 1-2。图（a）为电吸附去离子的过程，当两块电极板带正负电时，进水中的带电离子分别向相反电荷方向迁移，随着离子的定向转移，使得溶液中离子浓度下降，从而实现离子的去除。在电极饱和后，去掉电源，将正负电极进行短路连接或反向连接，使所吸附的离子脱落从电极板脱落，电极板的吸附能力得以再生[20]。电极双电层电容值越高，离子去除效率越大[21]。图 1-2 电吸附去离子结构示意图电吸附模块（EST）是电吸附去离子装置中最核心的原件，该模块是通过紧固件和固定端板将多对电极和隔离体以及集电极固定，从而组成一个整体的电吸附处理单元。该单元可由电化学、水力学等可控条件设计而成，其结构如图 1-3。(a)(b)
实验技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]苦咸水反渗透淡化中影响膜面的污染因素[J]. 宋跃飞,李铁梅,周建国,苏保卫,高从堦. 环境化学. 2015(01)
[2]超大孔容中孔活性炭制备及吸附性能[J]. 许岩,杨欣,程雅文,马海龙,杨亚提. 实验技术与管理. 2015(01)
[3]预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响[J]. 李海红,李红艳. 粉末冶金材料科学与工程. 2014(04)
[4]石墨-活性炭纤维复合电极电吸附处理含盐废水的研究[J]. 周贵忠,王兆丰,王绚,李文倩,李少香. 环境科学. 2014(05)
[5]硝酸改性活性炭对模拟汽油中苯并噻吩的吸附[J]. 张志刚,马研研,范俊刚,孙向乐,李文秀. 石油学报(石油加工). 2014(01)
[6]Coking wastewater treatment for industrial reuse purpose: Combining biological processes with ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis[J]. Xuewen Jin,Enchao Li,Shuguang Lu,Zhaofu Qiu,Qian Sui. Journal of Environmental Sciences. 2013(08)
[7]关于中国北方水资源问题的再认识[J]. 张建云,贺瑞敏,齐晶,刘翠善,王国庆,金君良. 水科学进展. 2013(03)
[8]A system dynamics approach for water resources policy analysis in arid land:a model for Manas River Basin[J]. ShanShan DAI 1,LanHai LI 2,3,HongGang XU 4,XiangLiang PAN 2,XueMei LI 2,3 1 Faculty of Hospitality and Tourism Management,Macau University of Science and Technology,Macau 999078,China;2 State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;3 Xinjiang Key Lab of Water Cycle and Utilization in Arid Zone,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;4 School of Tourism Management,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China. Journal of Arid Land. 2013(01)
[9]污泥基活性炭去除水中重金属离子效能与动力学研究[J]. 包汉峰,杨维薇,张立秋,封莉. 中国环境科学. 2013(01)
[10]碳纳米管电极压片成型条件优化与脱盐性能研究[J]. 陈新金,王越,徐世昌,张玉洁,吴雅菲,王纪孝. 化学工业与工程. 2013(01)
博士论文
[1]电容去离子法电极材料脱盐特性及处理提钒高盐废水研究[D]. 黄伟.武汉理工大学 2014
[2]碳纳米管电化学特性及去离子电容应用研究[D]. 王新征.华东师范大学 2006
硕士论文
[1]污水再生利用的健康风险分析[D]. 马传苹.天津大学 2007
[2]活性炭负载二氧化钛光催化剂的制备、表征及应用[D]. 李经.天津大学 2005
本文编号：3044462
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电吸附去离子结构示意图
电吸附去离子技术示意图见图 1-2。图（a）为电吸附去离子的过程，当两块电极板带正负电时，进水中的带电离子分别向相反电荷方向迁移，随着离子的定向转移，使得溶液中离子浓度下降，从而实现离子的去除。在电极饱和后，去掉电源，将正负电极进行短路连接或反向连接，使所吸附的离子脱落从电极板脱落，电极板的吸附能力得以再生[20]。电极双电层电容值越高，离子去除效率越大[21]。图 1-2 电吸附去离子结构示意图电吸附模块（EST）是电吸附去离子装置中最核心的原件，该模块是通过紧固件和固定端板将多对电极和隔离体以及集电极固定，从而组成一个整体的电吸附处理单元。该单元可由电化学、水力学等可控条件设计而成，其结构如图 1-3。(a)(b)
实验技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]苦咸水反渗透淡化中影响膜面的污染因素[J]. 宋跃飞,李铁梅,周建国,苏保卫,高从堦. 环境化学. 2015(01)
[2]超大孔容中孔活性炭制备及吸附性能[J]. 许岩,杨欣,程雅文,马海龙,杨亚提. 实验技术与管理. 2015(01)
[3]预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响[J]. 李海红,李红艳. 粉末冶金材料科学与工程. 2014(04)
[4]石墨-活性炭纤维复合电极电吸附处理含盐废水的研究[J]. 周贵忠,王兆丰,王绚,李文倩,李少香. 环境科学. 2014(05)
[5]硝酸改性活性炭对模拟汽油中苯并噻吩的吸附[J]. 张志刚,马研研,范俊刚,孙向乐,李文秀. 石油学报(石油加工). 2014(01)
[6]Coking wastewater treatment for industrial reuse purpose: Combining biological processes with ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis[J]. Xuewen Jin,Enchao Li,Shuguang Lu,Zhaofu Qiu,Qian Sui. Journal of Environmental Sciences. 2013(08)
[7]关于中国北方水资源问题的再认识[J]. 张建云,贺瑞敏,齐晶,刘翠善,王国庆,金君良. 水科学进展. 2013(03)
[8]A system dynamics approach for water resources policy analysis in arid land:a model for Manas River Basin[J]. ShanShan DAI 1,LanHai LI 2,3,HongGang XU 4,XiangLiang PAN 2,XueMei LI 2,3 1 Faculty of Hospitality and Tourism Management,Macau University of Science and Technology,Macau 999078,China;2 State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;3 Xinjiang Key Lab of Water Cycle and Utilization in Arid Zone,Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China;4 School of Tourism Management,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China. Journal of Arid Land. 2013(01)
[9]污泥基活性炭去除水中重金属离子效能与动力学研究[J]. 包汉峰,杨维薇,张立秋,封莉. 中国环境科学. 2013(01)
[10]碳纳米管电极压片成型条件优化与脱盐性能研究[J]. 陈新金,王越,徐世昌,张玉洁,吴雅菲,王纪孝. 化学工业与工程. 2013(01)
博士论文
[1]电容去离子法电极材料脱盐特性及处理提钒高盐废水研究[D]. 黄伟.武汉理工大学 2014
[2]碳纳米管电化学特性及去离子电容应用研究[D]. 王新征.华东师范大学 2006
硕士论文
[1]污水再生利用的健康风险分析[D]. 马传苹.天津大学 2007
[2]活性炭负载二氧化钛光催化剂的制备、表征及应用[D]. 李经.天津大学 2005
本文编号：3044462
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