淡水資源是人類賴以生存的基本物質(zhì)。但是由于生活工業(yè)污水的排放,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,淡水資源急劇短缺。所以解決可利用水資源的問題至關(guān)重要。眾所周知,海水資源占據(jù)地球上水資源的絕大部分,但是由于海水中含有大量的氯化鈉、氯化鎂等鹽類,并不能被直接利用,需要對其進(jìn)行淡化后才能使用。其中,電容去離子技術(shù)（CDI）由于其具有淡化效果好、成本低和綜合效益好的特點被廣泛關(guān)注。電極是電容去離子中的核心部分,它的性能極大的影響了淡化性能。在選擇電極材料時,為保證淡化能力,應(yīng)選用來源廣泛,成本較低的材料。本論文中選用了椰殼和鈉錳氧化物作為原材料制備電極。論文將椰殼通過馬弗爐煅燒和化學(xué)處理后得到了椰殼炭,并將椰殼炭與其他材料一起輥壓成片電極。將制備成的電極以CDI模塊測試系統(tǒng)對其脫鹽性能進(jìn)行測試研究。溶液的電導(dǎo)率隨時間變化,說明CDI模塊能夠成功的將待測溶液中的鹽去除和脫附。在不同鹽溶液流速情況下,溶液電導(dǎo)率首先下降較快,接著逐漸趨于平緩。電導(dǎo)率隨著溶液流速的增加下降較快,CDI效果逐漸變好,但是繼續(xù)增加溶液的流速至35 r時,CDI效果變差。綜合能耗與效益最大化,30 r（10mL/min）的流速為最優(yōu)選擇。... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

CDI的原理示意圖

1.3.2 基于雙電極布局的 CDI 測試幾何模型大多數(shù)實驗工作在CDI 使用設(shè)計有兩個多孔碳膜電極與一個典型的厚度1～5 mm，彼此平行放在這樣一個小平面電極之間的差距是在沿著電極通過可以流。這種設(shè)計是經(jīng)典的 CDI 幾何，有不同的名稱，如“流經(jīng)電容器技術(shù)或“流經(jīng)”CDI，如圖 1.2a 所示。這種電極既可以作為獨立的薄膜構(gòu)建，也以直接涂覆在柔性集電體上，如石墨箔[26, 27]�？梢詼y試單個單元格對，也可構(gòu)造多個單元格對的模塊。在這種情況下，每個電極與兩個多孔體接觸電極（邊一個）相對，陽極—陰極的順序從一個電池倒向堆棧中的下一個。雖然參文獻(xiàn)中描述了具有不同合成條件的電極對，但通常每個電極對在單元中是相的[28-33]。最近，文獻(xiàn)中[34]引入了一種不同的不對稱電池幾何結(jié)構(gòu)，即使用的極與陽極的質(zhì)量比不是 1，而是 2 和 3（反之亦然，1/2 和 1/3），并將海水淡性能與兩個電極質(zhì)量相等的對稱系統(tǒng)進(jìn)行比較。(a)a））(b)

圖 1.3 單通實驗與批處理模式實驗(a) 單道實驗（SP 法） (b) 批量模式實驗（BM 法）3.4 基于電極間電荷轉(zhuǎn)移的建模在另一種方法中，經(jīng)典的雙電層（EDL）理論對于電容性，理想的極化，是描述電池的電荷電壓和鹽電壓特性的出發(fā)點。在第一個近似中，假設(shè)電荷碳電極中的電子電荷有關(guān)，與離子電荷（水相中的離子）有關(guān)，兩者相互補(bǔ)圖1.4 所示。由于化學(xué)離子吸附或碳氧化還原化學(xué)引起的一級接近表面電荷被，見圖 1.5，因此，當(dāng)材料不帶電時，存在 EDL 上的電壓降為零�；诩{恩-普朗克方程的電動力學(xué)模型可以用來量化這一過程的動力學(xué)。雖然在第一次中忽略了化學(xué)離子吸附和碳氧化還原化學(xué)的影響，但可以納入更詳細(xì)的模型。


本文編號：3245953