氮掺杂碳球及其复合电极材料的制备和电容法除铜研究
发布时间：2023-04-20 23:49
电镀漂洗废水中由于铜离子浓度低(<50 ppm)及其他离子竞争吸附的影响,采用电渗析、蒸发浓缩等常规技术无法实现铜离子的低能耗高效去除。电容去离子(CDI)技术是一种新型水处理技术,利用其电场和电极材料可实现对低浓度离子的吸附。该技术关键在于制备高效的电极材料。因此,本文制备了氮掺杂碳球(NCS)及少层二硫化钼/氮掺杂碳球(FL-MoS2/NCS)电极材料,并对其电容法除铜性能进行了研究。首先,本文采用一步化学氧化聚合法制备了聚多巴胺球(PDAS),研究了不同煅烧温度下(600℃、800℃及1000℃)制备得到的氮掺杂碳球(NCS)的性能变化规律。结果表明,NCS-800电极具有最好的电化学性能,其比电容为56.9 F/g,分别是NCS-600和NCS-1000电极比电容的1.6和2.1倍。在此基础上,以NCS-800为电极材料进行了电吸附除铜的研究。结果表明,在50 ppm CuCl2(Cu2+:23.63 ppm),500 ppm NaCl及80 ppm FeCl3三元体系中,NCS-80...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
1.1 水体重金属污染概述
1.2 含铜电镀废水概况
1.3 含铜废水主要处理方法
1.3.1 吸附法
1.3.2 化学沉淀法
1.3.3 离子交换法
1.3.4 膜分离法
1.4 电容去离子技术
1.4.1 电容去离子技术基本原理
1.4.2 电容去离子技术的研究进展
1.5 电容去离子电极材料
1.5.1 碳材料
1.5.2 复合电极材料
1.6 聚多巴胺及二硫化钼
1.6.1 聚多巴胺
1.6.2 二硫化钼
1.7 本文主要研究内容
第2章 实验材料、仪器、表征及测试方法
2.1 实验材料
2.2 实验仪器
2.3 电极材料及电极性能的表征
2.3.1 电极材料物理化学性能表征
2.3.2 电极电化学性能测试
2.3.3 电吸附性能测试
2.4 电吸附过程研究方法
2.4.1 吸附动力学模型
2.4.2 颗粒内扩散模型
2.4.3 吸附等温线模型
第3章 氮掺杂碳球的制备及其电容法除铜研究
3.1 引言
3.2 氮掺杂碳球(NCS)的制备
3.3 NCS的物理化学性能表征
3.3.1 表面形貌表征
3.3.2 成分结构表征
3.3.3 比表面积及孔结构表征
3.3.4 接触角测试
3.4 NCS电极的电化学性能测试
3.4.1 循环伏安(CV)
3.4.2 恒电流充放电(GCD)
3.4.3 电化学交流阻抗性能(EIS)
3.5 NCS电极在单一铜溶液中吸附过程及机理的研究
3.5.1 吸附动力学模型
3.5.2 吸附等温线模型
3.5.3 吸附机理的研究
3.6 竞争离子对电极吸附铜离子的影响
3.7 本章小结
第4章 少层二硫化钼/氮掺杂碳球复合材料的制备及其电容法除铜研究
4.1 引言
4.2 少层二硫化钼/氮掺杂碳球复合材料(FL-MoS2/NCS)的制备
4.3 FL-MoS2/NCS复合材料的物理化学性能表征
4.3.1 表面形貌表征
4.3.2 成分结构表征
4.3.3 比表面积、孔结构及TGA表征
4.3.4 接触角测试
4.4 FL-MoS2/NCS电极的电化学性能测试
4.4.1 循环伏安(CV)
4.4.2 恒电流充放电(GCD)
4.4.3 电化学交流阻抗性能(EIS)
4.5 FL-MoS2/NCS电极在单一铜溶液中吸附过程及机理的研究
4.5.1 吸附动力学模型
4.5.2 颗粒内扩散模型
4.5.3 吸附等温线模型
4.5.4 吸附机理的研究
4.6 竞争离子对电极吸附铜离子的影响
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.1.1 NCS的制备及其电容法除铜研究
5.1.2 FL-MoS2/NCS复合材料的制备及其电容法除铜研究
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3795409
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
1.1 水体重金属污染概述
1.2 含铜电镀废水概况
1.3 含铜废水主要处理方法
1.3.1 吸附法
1.3.2 化学沉淀法
1.3.3 离子交换法
1.3.4 膜分离法
1.4 电容去离子技术
1.4.1 电容去离子技术基本原理
1.4.2 电容去离子技术的研究进展
1.5 电容去离子电极材料
1.5.1 碳材料
1.5.2 复合电极材料
1.6 聚多巴胺及二硫化钼
1.6.1 聚多巴胺
1.6.2 二硫化钼
1.7 本文主要研究内容
第2章 实验材料、仪器、表征及测试方法
2.1 实验材料
2.2 实验仪器
2.3 电极材料及电极性能的表征
2.3.1 电极材料物理化学性能表征
2.3.2 电极电化学性能测试
2.3.3 电吸附性能测试
2.4 电吸附过程研究方法
2.4.1 吸附动力学模型
2.4.2 颗粒内扩散模型
2.4.3 吸附等温线模型
第3章 氮掺杂碳球的制备及其电容法除铜研究
3.1 引言
3.2 氮掺杂碳球(NCS)的制备
3.3 NCS的物理化学性能表征
3.3.1 表面形貌表征
3.3.2 成分结构表征
3.3.3 比表面积及孔结构表征
3.3.4 接触角测试
3.4 NCS电极的电化学性能测试
3.4.1 循环伏安(CV)
3.4.2 恒电流充放电(GCD)
3.4.3 电化学交流阻抗性能(EIS)
3.5 NCS电极在单一铜溶液中吸附过程及机理的研究
3.5.1 吸附动力学模型
3.5.2 吸附等温线模型
3.5.3 吸附机理的研究
3.6 竞争离子对电极吸附铜离子的影响
3.7 本章小结
第4章 少层二硫化钼/氮掺杂碳球复合材料的制备及其电容法除铜研究
4.1 引言
4.2 少层二硫化钼/氮掺杂碳球复合材料(FL-MoS2/NCS)的制备
4.3 FL-MoS2/NCS复合材料的物理化学性能表征
4.3.1 表面形貌表征
4.3.2 成分结构表征
4.3.3 比表面积、孔结构及TGA表征
4.3.4 接触角测试
4.4 FL-MoS2/NCS电极的电化学性能测试
4.4.1 循环伏安(CV)
4.4.2 恒电流充放电(GCD)
4.4.3 电化学交流阻抗性能(EIS)
4.5 FL-MoS2/NCS电极在单一铜溶液中吸附过程及机理的研究
4.5.1 吸附动力学模型
4.5.2 颗粒内扩散模型
4.5.3 吸附等温线模型
4.5.4 吸附机理的研究
4.6 竞争离子对电极吸附铜离子的影响
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.1.1 NCS的制备及其电容法除铜研究
5.1.2 FL-MoS2/NCS复合材料的制备及其电容法除铜研究
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3795409
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