基于树脂/活性炭复合电极的电容去离子技术分离富集钒研究

发布时间：2020-12-11 23:23

　　酸浸是常见的页岩提钒工艺,具有浸出率高,能效高,污染小等优势,但使用强酸浸出,选择性较差,得到的含钒酸浸液中杂质离子种类多、含量高,影响后续沉钒工艺,使钒产品纯度不达标。本研究采用具有清洁高效、操作简单的电容去离子技术（CDI）结合离子交换技术实现钒的净化富集,探究了复合电极的物理化学性能,确定了最佳的净化富集工艺,并与活性炭电极进行吸附性能比较,建立了离子交换树脂/活性炭电极对钒的吸附过程理论,最后进行了循环使用稳定性测试。主要研究内容和结论如下:1、在净化富集V（V）试验中,最佳条件为:pH为2.5,电压为1.0 V,在最佳条件下,D201/活性炭复合电极对V（V）的吸附量为127 mg/g,比活性炭电极高69%。在净化富集V（IV）试验中,因为D860树脂具有更大的吸附量和更好的V（IV）选择性,且在D860、D001、D840三种树脂/活性炭复合电极中,D860/活性炭复合电极综合性能更加优异,所以确定D860/活性炭复合电极为最佳吸附电极。最佳条件为:pH为2.0,电压为1.0 V,在最佳吸附条件下,复合电极的V（IV）吸附量为37.45 mg/g,相较于活性炭电极对V（IV... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(A)电容去离子吸附过程原理图

图 1-1(A) 电容去离子吸附过程原理图图 1-1(B) 电容去离子脱附过程原理图如图1-1(A)和(B)所示，是电容去离子(CDI)技术的工作原理图。其中图1-1(A)所示[32-35]是电容去离子技术的吸附过程，当电极连接电源开始充电时，溶液中的阴阳离子在电场的作用下向电极两极运动，在电极表面富集，形成双电层。大量的带电离子被吸附到电极上，被电极表面形成的双电层吸附，因而去除了溶液中的离子。而脱附过程，是以实现电极再生为目的过程。当电极经过吸附，双电层上的离子达到饱和时，将电源正负极短接或者反接，吸附于双电层的离子会因电极电荷的消失或相反电荷的排斥而脱附下来，这样吸附于电极的离子

合电极的稳定性直接影响电容去离子性能。本研究将离子交换结剂（PVDF）按 1:1:0.2 混合，加入溶剂（DMAC），充分搅匀浆体，涂覆在集电极两面。了保证电极中的溶剂全部挥发没有残留，涂覆之后的电极分别真空干燥箱中在 60℃时干燥 4 h，制备成复合电极片，复合电，测试电极片的面积为 1×1 cm2，吸附电极片的面积为 10×3.7脂/活性炭复合电极片的制作流程如图 2-1 所示。活性炭 树脂PVDF DMA


本文编号：2911409