活性炭纖維電極的電容除鹽性能及電極污染特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-03 22:01
電容去離子技術(shù)(capacitive deionization,CDI)是一種新興的水處理技術(shù),近年來逐漸得到廣泛的關(guān)注。其利用帶電電極吸附水中帶電粒子和離子,使帶電粒子和離子富集,濃縮于電極表面,以去除水中的可溶性有機(jī)物和無機(jī)鹽,達(dá)到凈化水體的目的,常用于苦咸水除鹽和飲用水軟化等。電容去離子技術(shù)與傳統(tǒng)的除鹽技術(shù)相比具有能耗小、成本低、無二次污染、操作容易、運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn),電容去離子技術(shù)的特色和優(yōu)勢(shì)明顯,具有良好的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。對(duì)電容去離子技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入的研究和探討,不僅具有重要的理論意義,而且對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。本文以活性炭纖維(ACF)作為吸附電極,以不銹鋼絲網(wǎng)作為集電極,自行制作和設(shè)計(jì)電容去離子模塊和循環(huán)式脫鹽裝置。通過電鏡掃描(SEM)、氮?dú)馕?脫附、循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)對(duì)ACF電極進(jìn)行測(cè)試及表征,并系統(tǒng)分析了工作電壓、初始濃度、電極間距、循環(huán)流速對(duì)ACF電極電容除鹽性能的影響,確定最佳工作條件,并在最佳工作條件下進(jìn)行連續(xù)的電吸附/脫附實(shí)驗(yàn),然后對(duì)循環(huán)使用的電極進(jìn)行測(cè)試和表征。結(jié)果表明:在本實(shí)驗(yàn)條件下,隨著氯化鈉溶液初始濃...
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.]電容去離子原理圖??
風(fēng)干燥箱中烘干。??2.2.2電容模組裝配??將處理好的活性碳纖維和不銹鋼絲網(wǎng)集電極按圖2.1所示組裝成電容去離子??模塊。CDI模塊由兩片有機(jī)玻璃板作為支撐,將集電極用導(dǎo)電膠粘附于支撐板,??將活性碳纖維電極壓附在集電極上,然后覆蓋上尼龍隔膜防止活性碳纖維電極的??毛絮進(jìn)入溶液,用硅膠墊片將正負(fù)電極分開以免接觸短接,并且可以通過選用不??同厚度的硅膠墊片得到不同的電極間距,采用螺栓將模塊固定壓緊,電極兩頭通??過電線與直流穩(wěn)壓電源連接,在模塊對(duì)角開孔作為進(jìn)出水口,原水從硅膠墊片和??正負(fù)電極板形成的通道內(nèi)流過。??^,??[-?I??①有機(jī)玻璃板板;②不銹鋼絲網(wǎng);③活性碳纖維電極;④絕緣隔膜;⑤橡膠墊??圖2.1?CDI模塊??2.2.3實(shí)驗(yàn)裝置??實(shí)驗(yàn)裝置由CDI模塊、直流電源、蠕動(dòng)泵、電導(dǎo)率儀和磁力攪拌器等組成,??如圖2.2所示。工作電源用于電容去離子模塊充放電;電容去離子模塊是CDI除??鹽系統(tǒng)的核心部件
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnCl2改性活性炭纖維電極對(duì)Rb+、Cs+的電吸附行為研究[J]. 張世春,劉海寧,王世棟,張慧芳,葉秀深,崔香梅. 無機(jī)鹽工業(yè). 2017(08)
[2]石墨烯凝膠電極的制備及電吸附Pb2+的性能[J]. 王瑤,吉慶華,李永峰,胡承志. 環(huán)境科學(xué). 2017(09)
[3]電容去離子技術(shù)及其電極材料研究進(jìn)展[J]. 趙飛,苑志華,鐘鷺斌,李景印,鄭煜銘. 水處理技術(shù). 2016(05)
[4]中國近海和河口環(huán)境銅污染的狀況[J]. 潘科,朱艾嘉,徐志斌,王文雄. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]中國水資源現(xiàn)狀及其未來發(fā)展方向展望[J]. 王熹,王湛,楊文濤,席雪潔,史龍?jiān)?董文月,張倩,周躍男. 環(huán)境工程. 2014(07)
[6]活性炭纖維電極的電容去離子脫鹽試驗(yàn)研究[J]. 李少華,潘涌璋. 工業(yè)用水與廢水. 2014(01)
[7]棉秸稈活性炭吸附水溶性有機(jī)污染物研究[J]. 楊琴淋,施文健,周艷. 功能材料. 2012(16)
[8]負(fù)載TiO2的活性炭纖維改性電極電吸附除氟[J]. 林燕華,王毅力. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]活性炭纖維對(duì)Cu2+吸附性能的研究[J]. 王秀麗. 中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]腐殖酸類物質(zhì)對(duì)反滲透膜的污染研究[J]. 羅美蓮,靖大為,馬孟,李肖清,孫浩. 工業(yè)水處理. 2011(05)
博士論文
[1]電容去離子脫鹽用整體性活性炭纖維的設(shè)計(jì)構(gòu)筑及其性能研究[D]. 董強(qiáng).大連理工大學(xué) 2016
[2]石墨烯復(fù)合材料的制備及其電容去離子化應(yīng)用研究[D]. 顧曉瑜.華南理工大學(xué) 2016
[3]等離子強(qiáng)化碳納米管及其復(fù)合物電極電容去除鉛離子研究[D]. 楊靈芳.湖南大學(xué) 2015
[4]強(qiáng)化電容去離子脫鹽的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究[D]. 趙研.東北大學(xué) 2015
碩士論文
[1]活性炭基電容去離子薄膜電極的制備、表面改性及性能研究[D]. 曹慶丹.東華大學(xué) 2017
[2]聚苯胺納米管—活性炭復(fù)合電極及其電容脫鹽研究[D]. 鄢俊彬.東華大學(xué) 2017
[3]活性炭纖維的電吸附脫鹽及離子選擇性能研究[D]. 林小輝.西安建筑科技大學(xué) 2014
[4]活性炭纖維電極電吸附除鹽的研究[D]. 胡冰君.西安建筑科技大學(xué) 2013
[5]碳納米復(fù)合材料電吸附水溶液中NaCl和CuCl2的研究[D]. 詹焰坤.華東師范大學(xué) 2011
[6]苯甲酸對(duì)稻瘟病菌作用機(jī)制初探[D]. 田家順.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3263433
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.]電容去離子原理圖??
風(fēng)干燥箱中烘干。??2.2.2電容模組裝配??將處理好的活性碳纖維和不銹鋼絲網(wǎng)集電極按圖2.1所示組裝成電容去離子??模塊。CDI模塊由兩片有機(jī)玻璃板作為支撐,將集電極用導(dǎo)電膠粘附于支撐板,??將活性碳纖維電極壓附在集電極上,然后覆蓋上尼龍隔膜防止活性碳纖維電極的??毛絮進(jìn)入溶液,用硅膠墊片將正負(fù)電極分開以免接觸短接,并且可以通過選用不??同厚度的硅膠墊片得到不同的電極間距,采用螺栓將模塊固定壓緊,電極兩頭通??過電線與直流穩(wěn)壓電源連接,在模塊對(duì)角開孔作為進(jìn)出水口,原水從硅膠墊片和??正負(fù)電極板形成的通道內(nèi)流過。??^,??[-?I??①有機(jī)玻璃板板;②不銹鋼絲網(wǎng);③活性碳纖維電極;④絕緣隔膜;⑤橡膠墊??圖2.1?CDI模塊??2.2.3實(shí)驗(yàn)裝置??實(shí)驗(yàn)裝置由CDI模塊、直流電源、蠕動(dòng)泵、電導(dǎo)率儀和磁力攪拌器等組成,??如圖2.2所示。工作電源用于電容去離子模塊充放電;電容去離子模塊是CDI除??鹽系統(tǒng)的核心部件
圖2.3?NaCl溶液電導(dǎo)率和濃度關(guān)系??Z=1.9813C+2.4995?(R2=0.9981?)?(C=0—50mg/L)?(2.1.a)??Z=1.7554C+19.299?(R2=0.9977)?(C=50—500mg/L)?(2.1.b)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnCl2改性活性炭纖維電極對(duì)Rb+、Cs+的電吸附行為研究[J]. 張世春,劉海寧,王世棟,張慧芳,葉秀深,崔香梅. 無機(jī)鹽工業(yè). 2017(08)
[2]石墨烯凝膠電極的制備及電吸附Pb2+的性能[J]. 王瑤,吉慶華,李永峰,胡承志. 環(huán)境科學(xué). 2017(09)
[3]電容去離子技術(shù)及其電極材料研究進(jìn)展[J]. 趙飛,苑志華,鐘鷺斌,李景印,鄭煜銘. 水處理技術(shù). 2016(05)
[4]中國近海和河口環(huán)境銅污染的狀況[J]. 潘科,朱艾嘉,徐志斌,王文雄. 生態(tài)毒理學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]中國水資源現(xiàn)狀及其未來發(fā)展方向展望[J]. 王熹,王湛,楊文濤,席雪潔,史龍?jiān)?董文月,張倩,周躍男. 環(huán)境工程. 2014(07)
[6]活性炭纖維電極的電容去離子脫鹽試驗(yàn)研究[J]. 李少華,潘涌璋. 工業(yè)用水與廢水. 2014(01)
[7]棉秸稈活性炭吸附水溶性有機(jī)污染物研究[J]. 楊琴淋,施文健,周艷. 功能材料. 2012(16)
[8]負(fù)載TiO2的活性炭纖維改性電極電吸附除氟[J]. 林燕華,王毅力. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]活性炭纖維對(duì)Cu2+吸附性能的研究[J]. 王秀麗. 中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào). 2012(02)
[10]腐殖酸類物質(zhì)對(duì)反滲透膜的污染研究[J]. 羅美蓮,靖大為,馬孟,李肖清,孫浩. 工業(yè)水處理. 2011(05)
博士論文
[1]電容去離子脫鹽用整體性活性炭纖維的設(shè)計(jì)構(gòu)筑及其性能研究[D]. 董強(qiáng).大連理工大學(xué) 2016
[2]石墨烯復(fù)合材料的制備及其電容去離子化應(yīng)用研究[D]. 顧曉瑜.華南理工大學(xué) 2016
[3]等離子強(qiáng)化碳納米管及其復(fù)合物電極電容去除鉛離子研究[D]. 楊靈芳.湖南大學(xué) 2015
[4]強(qiáng)化電容去離子脫鹽的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究[D]. 趙研.東北大學(xué) 2015
碩士論文
[1]活性炭基電容去離子薄膜電極的制備、表面改性及性能研究[D]. 曹慶丹.東華大學(xué) 2017
[2]聚苯胺納米管—活性炭復(fù)合電極及其電容脫鹽研究[D]. 鄢俊彬.東華大學(xué) 2017
[3]活性炭纖維的電吸附脫鹽及離子選擇性能研究[D]. 林小輝.西安建筑科技大學(xué) 2014
[4]活性炭纖維電極電吸附除鹽的研究[D]. 胡冰君.西安建筑科技大學(xué) 2013
[5]碳納米復(fù)合材料電吸附水溶液中NaCl和CuCl2的研究[D]. 詹焰坤.華東師范大學(xué) 2011
[6]苯甲酸對(duì)稻瘟病菌作用機(jī)制初探[D]. 田家順.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3263433
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