電吸附(Capacitive Deionization,CDI)技術是一種新型水處理技術,具有耗能少,工藝操作簡單和無副產(chǎn)物產(chǎn)生等特點,近年來該技術隨著碳材料的不斷發(fā)展引起了學者們的廣泛關注。為提升CDI技術脫鹽效率,本課題構建了循環(huán)式電吸附脫鹽裝置,并利用該裝置進行了傳統(tǒng)CDI技術脫鹽性能測試和工藝條件的優(yōu)化等實驗研究。在此基礎上,利用不同的隔片對傳統(tǒng)CDI脫鹽技術進行了強化與改進,并對相關機理做出分析。研究結果對提升CDI技術的脫鹽效率和工業(yè)化體系的發(fā)展有所裨益。主要硏究內容與結果如下:在原有電極基礎上,在CDI裝置中放置不同的隔片,進一步改善CDI脫鹽效果。實驗發(fā)現(xiàn)加入鐵質隔片和碳質隔片的CDI裝置(SSF-CDI和CNT-CDI)的電吸附量有所提升,加入紙質隔片的CDI裝置(FP-CDI)導致脫鹽效率下降。吸附動力學的擬合結果表明,CDI、SSF-CDI和CNT-CDI系統(tǒng)電極吸附去除氯化鈉的過程均符合準一級動力學模型,其相關系數(shù)R~2大于0.98,它們去除氯化鈉均以電吸附作用為主。吸附熱力學擬合結果表明,CDI、SSF-CDI和CNT-CDI電極對氯化鈉的去除過程均與Langmuir等溫吸附模型相符合,其線性相關系數(shù)R~2均大于0.98,它們對離子的去除以單分子層吸附為主。熱力學實驗表明,CDI、SSF-CDI和CNT-CDI系統(tǒng)的ΔG在實驗溫度下均為小于零,表明離子的吸附過程是自發(fā)的。計算結果表明,CDI去除氯化鈉為放熱反應,溫度升高不利于電吸附去除氯化鈉的進行。整個吸附過程主要通過庫侖力作用實現(xiàn)的,也是氯化鈉由無序狀態(tài)轉換為有序狀態(tài)的過程。
【學位單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

CDI吸附過程

5圖 1.2 CDI 吸附過程圖 1.1 為 CDI 的吸附過程：在一對平行電極上施加外電場，一端帶正電，一端帶負電，含有離子的溶液從電極之間經(jīng)過，在靜電的作用下，陽離子會向負電極板遷移，被吸附在電極表面；而相對應的陰離子會向正電極板遷移，被吸附在電極表面。隨著溶液的不斷循環(huán)流動，離子不斷被吸附，溶液的離子濃度不斷降低，最終達到除鹽目的。而圖 1.2 為 CDI 脫附過程：電極吸附飽和后，將電場去除，電極上附著的離子會因為失去靜電力的作用而釋放到溶液中去，電極得以再生[21]。1.3.3 電容法除鹽優(yōu)點電吸附技術是一種能耗低，環(huán)保無污染的水處理技術，該技術主要有以下優(yōu)

CDI流程圖
【參考文獻】

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本文編號：2838536