隨著人口的快速增長和環(huán)境污染的不斷加劇,淡水資源短缺和能源危機(jī)已經(jīng)成為人類面臨的主要威脅。海水淡化技術(shù)是解決淡水供給的優(yōu)先選擇,然而常用的水處理技術(shù)如反滲透、熱處理和電滲析通常具有高成本、高能耗和二次污染等問題。電容去離子技術(shù)（CDI）由于其較低的能耗和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)吸引了眾多研究者的目光,由于CDI脫鹽性能與電極材料息息相關(guān),因此研究開發(fā)高性能脫鹽電極材料具有重要意義。傳統(tǒng)的碳基材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、高比表面積和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),但也存在理論脫鹽量低、電荷效率低（共離子效應(yīng)）等問題,嚴(yán)重限制了該技術(shù)的應(yīng)用。因此,本研究中通過原位合成法制備了具有陰陽離子脫嵌性能的納米復(fù)合電極,將脫嵌電極和活性碳組成非對稱雜化脫鹽電容電池裝置。一方面同時在正（或負(fù)極）引入雙電層電容和贗電容離子存儲機(jī)理,以期提高脫鹽量,實(shí)現(xiàn)高濃度鹽水脫鹽;另一方面改善能量利用效率,提高電荷效率,降低同離子效應(yīng)。論文系統(tǒng)研究了電極制備工藝、結(jié)構(gòu)和脫鹽性能之間的關(guān)系。主要研究內(nèi)容如下:以對苯二甲酸作為有機(jī)配體,氯化鋯作為鋯源,N-N二甲基甲酰胺為溶劑,通過溶劑熱法制備了直徑200 nm的UiO-66納米立方體。經(jīng)過高溫碳化后... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１雙電層充放電狀態(tài)圖??Ｆｉｇ?１－１?Ｃｈａｒｇｅｄ?ａｎｄ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ?ｓｔａｔｅｓ?ｏｆ?ａｎ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｄｏｕｂｌｅ?ｌａｙｅｒ??

ＣＤＩ模塊包括兩個電極，它們分別支撐在各自的隔板上（通常是玻璃機(jī)玻璃），并以幾乎??不分離的平行結(jié)構(gòu)面對面地放在一起。電極之間的空間可以為開放通道，也可以添加間隔材料（如??圖１－２）。隔膜可以由電絕緣、化學(xué)惰性和防腐材料制成的編織布［３６］、聚合物網(wǎng)格［３７］或其他類似??網(wǎng)格的材料。隔膜可以允許水和離子通過，到達(dá)電極的雙電層區(qū)域。在某些情況下，離子交換膜??［３１］被添加在電極和隔膜或開放通道之間。陰離子交換膜只允許陰離子通過，陽離子交換膜則相反。??ＣＤＩ模塊類似于電容器，模塊中的電極像電容板一樣排列，并在這些電極上施加直流電壓（電流）。??在ＣＤＩ模塊中，要除去離子的原水可以在電極之間流動，當(dāng)有外加電場作用時，原水中的電解質(zhì)??離子就被吸附到帶相反電荷的電極上。與進(jìn)入ＣＤＩ模塊的原水相比，離開ＣＤＩ模塊的水溶液相對??去離子化。ＣＤＩ模塊可以為單通道結(jié)構(gòu)（離開模塊前，水溶液在電極之間只流動一次）或循環(huán)結(jié)構(gòu)（離??開ＣＤＩ模塊的水溶液再次或多次定向回到相同的ＣＤＩ模塊）。單通道結(jié)構(gòu)用于串聯(lián)排列的多個ＣＤＩ??模塊，而循環(huán)結(jié)構(gòu)則用于單個模塊（數(shù)量較少的模塊）。ＣＤＩ系統(tǒng)中使用蠕動泵將儲存在容器中的??水溶液循環(huán)泵入電極

士學(xué)位論文?第一陷，整體呈現(xiàn)微波狀大大降低了自身表面能，因此可以在室溫下穩(wěn)定存在［７６］。石以形成零維的富勒烯和一維的碳納米管，通過層層堆疊可以形成三維的石墨烯。優(yōu)異的力學(xué)性能和高的電子遷移速率，同時還具有高的導(dǎo)熱性、高的比表面積（達(dá)２６３０?ｍ２?ｆ１）和良好的透明度。因此與其他碳電極材料不同的是，石墨烯不需道分布來提升比電容。優(yōu)異的導(dǎo)電性和高的比表面積使其成為ＣＤＩ電極中較有前復(fù)合材料中不可或缺的活性組分［７７］。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]超級電容器用3D石墨烯材料的設(shè)計(jì)、制備和電化學(xué)性能研究[D]. 黃海富.南京大學(xué) 2015

碩士論文
[1]鈉離子脫嵌電極的水熱合成及其電容脫鹽性能研究[D]. 周峰.寧夏大學(xué) 2018
[2]金屬有機(jī)框架衍生納米多孔復(fù)合電極材料的制備及其超級電容特性研究[D]. 張保海.寧夏大學(xué) 2018
[3]金屬有機(jī)骨架前驅(qū)體法制備多孔電極材料及其電化學(xué)儲能性能的研究[D]. 付蓉蓉.寧夏大學(xué) 2017
[4]二維層狀復(fù)合電極材料的制備及其超電性能的研究[D]. 尤春琴.寧夏大學(xué) 2016



本文編號：3504526