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离子液体掺杂聚吡咯复合电极制备及其脱除重金属离子过程研究

发布时间:2021-02-17 21:18
  电容法去离子(CDI)技术是处理重金属离子的一种新型技术,因其操作简易、环境友好型等特点备受关注。电极材料是CDI技术的核心。本文围绕离子液体掺杂聚吡咯(PPy)复合电极展开研究,通过掺杂离子液体提高PPy复合电极的表面特性、电化学特性及吸附性能。具体包括以下内容:(1)采用化学氧化法制备PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT和PPy-[Emim]BF4/CS/CNT复合电极,并对其形貌、电化学性能进行了表征,探讨了离子液体添加量对PPy复合电极性能的影响。实验结果表明:PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT和PPy-[Emim]BF4/CS/CNT复合电极微观形貌为纳米线网络结构,且FT-IR和XPS测试结果表明CS、PPy和CNT以化学键形式形成复合材料。PPy复合电极的比电容值随着nIL:nPy增加先增加后减小,在nIL:nPy=1:1时,PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT和PPy-[Emim]BF4/CS/CNT复合电极的比电容值均达到最大值,分别为73.5F/g和96.16F/g,且两者的循环稳定性与PPy/CS/CNT的稳定性相比,提高约38%。(2)将两种复合电... 

【文章来源】:西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】:74 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 重金属废水概况
        1.1.1 重金属废水现状
        1.1.2 常见的重金属废水处理方法
        1.1.3 电容法去离子技术
    1.2 电极材料种类及应用
        1.2.1 碳材料
        1.2.2 金属氧化物材料
        1.2.3 导电聚合物材料
    1.3 导电聚合物及其复合电极的合成方法
        1.3.1 化学氧化法
        1.3.2 电化学聚合法
        1.3.3 模板法
        1.3.4 溶胶-凝胶法
    1.4 聚吡咯、碳纳米管和离子液体的性质
        1.4.1 聚吡咯(PPy)
        1.4.2 碳纳米管(CNT)
        1.4.3 离子液体(ILs)
    1.5 本文选题意义及研究内容
        1.5.1 离子液体掺杂PPy复合电极制备及性能研究
        1.5.2 PPy复合电极吸附过程研究
2. 实验方法与表征
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 复合纳米电极的检测与表征
        2.2.1 复合纳米电极的形貌表征
        2.2.2 电化学性能测试
        2.2.3 吸附性能测试
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极制备及表征">3. PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极制备及表征
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的制备与成型">    3.1 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的制备与成型
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的制备">        3.1.1 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的制备
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的成型">        3.1.2 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的成型
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的表面性能表征">    3.2 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的表面性能表征
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的SEM和TEM表面形貌分析">        3.2.1 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的SEM和TEM表面形貌分析
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的FT-IR测试">        3.2.2 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的FT-IR测试
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的X射线光电子能谱(XPS)测试">        3.2.3 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的X射线光电子能谱(XPS)测试
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的电化学性能表征">    3.3 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的电化学性能表征
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的CV测试">        3.3.1 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的CV测试
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的EIS测试结果">        3.3.2 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的EIS测试结果
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的电化学稳定性测试结果">        3.3.3 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的电化学稳定性测试结果
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的吸附性能">    3.4 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的吸附性能
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极吸附性能影响">        3.4.1 不同离子液体含量对PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极吸附性能影响
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的吸附性能影响">        3.4.2 不同壳聚糖含量对PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的吸附性能影响
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极吸附性能影响">        3.4.3 初始浓度对PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极吸附性能影响
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极对不同金属离子的吸附性能研究">        3.4.4 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极对不同金属离子的吸附性能研究
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的电极再生率">        3.4.5 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的电极再生率
[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的吸附动力学分析">        3.4.6 PPy-[BMIM]BF4/CS/CNT复合电极的吸附动力学分析
    3.5 本章小结
Emim]BF4/CS/CNT复合电极制备及表征">4 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极制备及表征
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的制备与成型">    4.1 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的制备与成型
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的制备">        4.1.1 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的制备
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的成型">        4.1.2 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的成型
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的表面性能表征">    4.2 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的表面性能表征
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的SEM及TEM测试结果">        4.2.1 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的SEM及TEM测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的FT-IR测试结果">        4.2.2 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的FT-IR测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的XPS测试结果">        4.2.3 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的XPS测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的孔径分布测试结果">        4.2.4 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的孔径分布测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的电化学性能表征">    4.3 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的电化学性能表征
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的CV测试结果">        4.3.1 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的CV测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的EIS测试结果">        4.3.2 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的EIS测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的电化学稳定性测试结果">        4.3.3 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的电化学稳定性测试结果
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的Zeta电位测试">        4.3.4 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的Zeta电位测试
Emim]BF4/CS/CNT复合电极的吸附性能">    4.4 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的吸附性能
Emim]BF4/CS/CNT复合电极吸附性能影响">        4.4.1 电极电压对PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极吸附性能影响
Emim]BF4
/CS/CNT复合电极吸附Cu2+性能研究">        4.4.2 不同离子液体含量对PPy-Emim]BF4
/CS/CNT复合电极吸附Cu2+性能研究
Emim]BF4
/CS/CNT复合电极对不同离子的吸附性能研究">        4.4.3 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极对不同离子的吸附性能研究
Emim]BF4
/CS/CNT复合电极的电极再生率">        4.4.4 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的电极再生率
Emim]BF4
/CS/CNT复合电极的吸附动力学分析">        4.4.5 PPy-Emim]BF4/CS/CNT复合电极的吸附动力学分析
        4.4.6 掺杂[BMIM]BF4和[Emim]BF4两种离子液体复合电极对比分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
致谢



本文编号:3038554

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