活性炭纤维电极的电容除盐性能及电极污染特性研究
发布时间：2021-07-03 22:01
电容去离子技术（capacitive deionization,CDI）是一种新兴的水处理技术,近年来逐渐得到广泛的关注。其利用带电电极吸附水中带电粒子和离子,使带电粒子和离子富集,浓缩于电极表面,以去除水中的可溶性有机物和无机盐,达到净化水体的目的,常用于苦咸水除盐和饮用水软化等。电容去离子技术与传统的除盐技术相比具有能耗小、成本低、无二次污染、操作容易、运行方便等优点,电容去离子技术的特色和优势明显,具有良好的发展潜力和应用前景。对电容去离子技术的理论基础和实际应用进行深入的研究和探讨,不仅具有重要的理论意义,而且对实际应用具有一定的指导作用。本文以活性炭纤维（ACF）作为吸附电极,以不锈钢丝网作为集电极,自行制作和设计电容去离子模块和循环式脱盐装置。通过电镜扫描（SEM）、氮气吸附/脱附、循环伏安法（CV）、交流阻抗法（EIS）对ACF电极进行测试及表征,并系统分析了工作电压、初始浓度、电极间距、循环流速对ACF电极电容除盐性能的影响,确定最佳工作条件,并在最佳工作条件下进行连续的电吸附/脱附实验,然后对循环使用的电极进行测试和表征。结果表明:在本实验条件下,随着氯化钠溶液初始浓...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．］电容去离子原理图??
风干燥箱中烘干。??２．２．２电容模组装配??将处理好的活性碳纤维和不锈钢丝网集电极按图２．１所示组装成电容去离子??模块。ＣＤＩ模块由两片有机玻璃板作为支撑，将集电极用导电胶粘附于支撑板，??将活性碳纤维电极压附在集电极上，然后覆盖上尼龙隔膜防止活性碳纤维电极的??毛絮进入溶液，用硅胶垫片将正负电极分开以免接触短接，并且可以通过选用不??同厚度的硅胶垫片得到不同的电极间距，采用螺栓将模块固定压紧，电极两头通??过电线与直流稳压电源连接，在模块对角开孔作为进出水口，原水从硅胶垫片和??正负电极板形成的通道内流过。??＾，??［－?Ｉ??①有机玻璃板板；②不锈钢丝网；③活性碳纤维电极；④绝缘隔膜；⑤橡胶垫??图２．１?ＣＤＩ模块??２．２．３实验装置??实验装置由ＣＤＩ模块、直流电源、蠕动泵、电导率仪和磁力搅拌器等组成，??如图２．２所示。工作电源用于电容去离子模块充放电；电容去离子模块是ＣＤＩ除??盐系统的核心部件
图２．３?ＮａＣｌ溶液电导率和浓度关系??Ｚ＝１．９８１３Ｃ＋２．４９９５?（Ｒ２＝０．９９８１?）?（Ｃ＝０—５０ｍｇ／Ｌ）?（２．１．ａ）??Ｚ＝１．７５５４Ｃ＋１９．２９９?（Ｒ２＝０．９９７７）?（Ｃ＝５０—５００ｍｇ／Ｌ）?（２．１．ｂ）??
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnCl2改性活性炭纤维电极对Rb+、Cs+的电吸附行为研究[J]. 张世春,刘海宁,王世栋,张慧芳,叶秀深,崔香梅. 无机盐工业. 2017(08)
[2]石墨烯凝胶电极的制备及电吸附Pb2+的性能[J]. 王瑶,吉庆华,李永峰,胡承志. 环境科学. 2017(09)
[3]电容去离子技术及其电极材料研究进展[J]. 赵飞,苑志华,钟鹭斌,李景印,郑煜铭. 水处理技术. 2016(05)
[4]中国近海和河口环境铜污染的状况[J]. 潘科,朱艾嘉,徐志斌,王文雄. 生态毒理学报. 2014(04)
[5]中国水资源现状及其未来发展方向展望[J]. 王熹,王湛,杨文涛,席雪洁,史龙月,董文月,张倩,周跃男. 环境工程. 2014(07)
[6]活性炭纤维电极的电容去离子脱盐试验研究[J]. 李少华,潘涌璋. 工业用水与废水. 2014(01)
[7]棉秸秆活性炭吸附水溶性有机污染物研究[J]. 杨琴淋,施文健,周艳. 功能材料. 2012(16)
[8]负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟[J]. 林燕华,王毅力. 环境工程学报. 2012(07)
[9]活性炭纤维对Cu2+吸附性能的研究[J]. 王秀丽. 中国环境管理干部学院学报. 2012(02)
[10]腐殖酸类物质对反渗透膜的污染研究[J]. 罗美莲,靖大为,马孟,李肖清,孙浩. 工业水处理. 2011(05)
博士论文
[1]电容去离子脱盐用整体性活性炭纤维的设计构筑及其性能研究[D]. 董强.大连理工大学 2016
[2]石墨烯复合材料的制备及其电容去离子化应用研究[D]. 顾晓瑜.华南理工大学 2016
[3]等离子强化碳纳米管及其复合物电极电容去除铅离子研究[D]. 杨灵芳.湖南大学 2015
[4]强化电容去离子脱盐的实验与机理研究[D]. 赵研.东北大学 2015
硕士论文
[1]活性炭基电容去离子薄膜电极的制备、表面改性及性能研究[D]. 曹庆丹.东华大学 2017
[2]聚苯胺纳米管—活性炭复合电极及其电容脱盐研究[D]. 鄢俊彬.东华大学 2017
[3]活性炭纤维的电吸附脱盐及离子选择性能研究[D]. 林小辉.西安建筑科技大学 2014
[4]活性炭纤维电极电吸附除盐的研究[D]. 胡冰君.西安建筑科技大学 2013
[5]碳纳米复合材料电吸附水溶液中NaCl和CuCl2的研究[D]. 詹焰坤.华东师范大学 2011
[6]苯甲酸对稻瘟病菌作用机制初探[D]. 田家顺.湖南农业大学 2009
本文编号：3263433
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．］电容去离子原理图??
风干燥箱中烘干。??２．２．２电容模组装配??将处理好的活性碳纤维和不锈钢丝网集电极按图２．１所示组装成电容去离子??模块。ＣＤＩ模块由两片有机玻璃板作为支撑，将集电极用导电胶粘附于支撑板，??将活性碳纤维电极压附在集电极上，然后覆盖上尼龙隔膜防止活性碳纤维电极的??毛絮进入溶液，用硅胶垫片将正负电极分开以免接触短接，并且可以通过选用不??同厚度的硅胶垫片得到不同的电极间距，采用螺栓将模块固定压紧，电极两头通??过电线与直流稳压电源连接，在模块对角开孔作为进出水口，原水从硅胶垫片和??正负电极板形成的通道内流过。??＾，??［－?Ｉ??①有机玻璃板板；②不锈钢丝网；③活性碳纤维电极；④绝缘隔膜；⑤橡胶垫??图２．１?ＣＤＩ模块??２．２．３实验装置??实验装置由ＣＤＩ模块、直流电源、蠕动泵、电导率仪和磁力搅拌器等组成，??如图２．２所示。工作电源用于电容去离子模块充放电；电容去离子模块是ＣＤＩ除??盐系统的核心部件
图２．３?ＮａＣｌ溶液电导率和浓度关系??Ｚ＝１．９８１３Ｃ＋２．４９９５?（Ｒ２＝０．９９８１?）?（Ｃ＝０—５０ｍｇ／Ｌ）?（２．１．ａ）??Ｚ＝１．７５５４Ｃ＋１９．２９９?（Ｒ２＝０．９９７７）?（Ｃ＝５０—５００ｍｇ／Ｌ）?（２．１．ｂ）??
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnCl2改性活性炭纤维电极对Rb+、Cs+的电吸附行为研究[J]. 张世春,刘海宁,王世栋,张慧芳,叶秀深,崔香梅. 无机盐工业. 2017(08)
[2]石墨烯凝胶电极的制备及电吸附Pb2+的性能[J]. 王瑶,吉庆华,李永峰,胡承志. 环境科学. 2017(09)
[3]电容去离子技术及其电极材料研究进展[J]. 赵飞,苑志华,钟鹭斌,李景印,郑煜铭. 水处理技术. 2016(05)
[4]中国近海和河口环境铜污染的状况[J]. 潘科,朱艾嘉,徐志斌,王文雄. 生态毒理学报. 2014(04)
[5]中国水资源现状及其未来发展方向展望[J]. 王熹,王湛,杨文涛,席雪洁,史龙月,董文月,张倩,周跃男. 环境工程. 2014(07)
[6]活性炭纤维电极的电容去离子脱盐试验研究[J]. 李少华,潘涌璋. 工业用水与废水. 2014(01)
[7]棉秸秆活性炭吸附水溶性有机污染物研究[J]. 杨琴淋,施文健,周艳. 功能材料. 2012(16)
[8]负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟[J]. 林燕华,王毅力. 环境工程学报. 2012(07)
[9]活性炭纤维对Cu2+吸附性能的研究[J]. 王秀丽. 中国环境管理干部学院学报. 2012(02)
[10]腐殖酸类物质对反渗透膜的污染研究[J]. 罗美莲,靖大为,马孟,李肖清,孙浩. 工业水处理. 2011(05)
博士论文
[1]电容去离子脱盐用整体性活性炭纤维的设计构筑及其性能研究[D]. 董强.大连理工大学 2016
[2]石墨烯复合材料的制备及其电容去离子化应用研究[D]. 顾晓瑜.华南理工大学 2016
[3]等离子强化碳纳米管及其复合物电极电容去除铅离子研究[D]. 杨灵芳.湖南大学 2015
[4]强化电容去离子脱盐的实验与机理研究[D]. 赵研.东北大学 2015
硕士论文
[1]活性炭基电容去离子薄膜电极的制备、表面改性及性能研究[D]. 曹庆丹.东华大学 2017
[2]聚苯胺纳米管—活性炭复合电极及其电容脱盐研究[D]. 鄢俊彬.东华大学 2017
[3]活性炭纤维的电吸附脱盐及离子选择性能研究[D]. 林小辉.西安建筑科技大学 2014
[4]活性炭纤维电极电吸附除盐的研究[D]. 胡冰君.西安建筑科技大学 2013
[5]碳纳米复合材料电吸附水溶液中NaCl和CuCl2的研究[D]. 詹焰坤.华东师范大学 2011
[6]苯甲酸对稻瘟病菌作用机制初探[D]. 田家顺.湖南农业大学 2009
本文编号：3263433
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