采用陰離子交換樹脂和活性炭制備復(fù)合電極,探討了影響復(fù)合電極性能的因素并測(cè)定了其實(shí)際脫鹽和選擇性吸附性能。結(jié)果表明,當(dāng)選用礦物質(zhì)活性炭,活性炭與樹脂質(zhì)量比為1∶3,粘結(jié)劑PVDF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,制備的復(fù)合電極平均電容量為92.0 F/g,對(duì)KCl溶液的脫鹽率比純活性炭電極提高了32.1%,對(duì)V（Ⅳ）、Al（Ⅲ）兩種離子分離因數(shù)為29.57,分離效果顯著,有較好的電化學(xué)性能和選擇性吸附性能。 

【文章來(lái)源】：工業(yè)安全與環(huán)保. 2016,42(12)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

不同活性炭的XＲD圖譜

可以看出，礦物質(zhì)活性炭有較好的晶體結(jié)構(gòu)，含有一部分石墨和石英，石墨具有一定的導(dǎo)電性能，可提高礦物質(zhì)活性炭的導(dǎo)電性。木質(zhì)活性炭和椰殼活性炭的XＲD圖譜呈彌散峰形式，這兩種活性炭是非晶態(tài)的狀態(tài)的活性炭，其成分中不含石墨，主要雜質(zhì)是石英。比較而言，礦物質(zhì)活性炭結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，導(dǎo)電性能較好。3種活性炭電極分別取3g作為電極材料，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的粘結(jié)劑PVDF在有機(jī)溶劑DMAC中均勻混合后，制成1cm×1cm的測(cè)試電極片，用電化學(xué)工作站對(duì)3種活性炭進(jìn)行交流阻抗測(cè)試。圖2為3種活性炭的交流阻抗譜Nyquist圖。圖23種活性炭的交流阻抗譜(Nyquist圖)從圖2可知，在低頻區(qū)，木質(zhì)活性炭和椰殼活性·52·

繾柙醬?［7］，因此可知礦物質(zhì)活性炭的導(dǎo)電性能較好。由于電極材料應(yīng)具備較大的比表面積，較多的表現(xiàn)官能團(tuán)和良好的導(dǎo)電性，綜合考慮，3種活性炭中選取礦物質(zhì)活性炭為宜。2．2樹脂添加量對(duì)電極性能的影響選用3g礦物質(zhì)活性炭，加入一定質(zhì)量的陰離子交換粉末樹脂。活性炭與樹脂添加質(zhì)量比依次為5∶1，3∶1，1∶1，1∶2，1∶3，1∶5，粘結(jié)劑PVDF添加量為有效活性組分質(zhì)量的10%，在有機(jī)溶劑DMAC中均勻混合制成1cm×1cm的測(cè)試電極片�？疾觳煌钚蕴亢蜆渲壤龑�(duì)電極平均電容量的影響，結(jié)果如圖3所示。圖3樹脂添加量對(duì)電極的平均電容量的影響由圖3可以看出，隨著樹脂添加量的增大，復(fù)合電極的平均電容量逐漸增大，當(dāng)樹脂添加量為活性炭質(zhì)量的3倍時(shí)，平均電容量達(dá)到最大為92．0F/g，這是因?yàn)殡x子交換粉末樹脂可在水溶液中發(fā)生電離，使樹脂帶有負(fù)電荷，且本身帶有親水性－OH官能團(tuán)，因此可以增加復(fù)合電極的親水性和導(dǎo)電性，提高平均電容量。當(dāng)樹脂的添加量增大到活性炭5倍時(shí)，復(fù)合電極的平均電容量反而下降，這是由于樹脂主要結(jié)構(gòu)是不導(dǎo)電的高分子骨架，當(dāng)樹脂含量過(guò)大時(shí)，電極電阻增大，導(dǎo)電性降低，平均電容量下降。因此，當(dāng)活性炭與樹脂質(zhì)量比為1∶3時(shí)，電極吸附特性良好。2．3粘結(jié)劑添加量對(duì)數(shù)值性能的影響選取3g礦物質(zhì)活性炭，活性炭與樹脂添加比例為1∶3，粘結(jié)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為2%，6%，10%，14%，18%，將混合物在有機(jī)溶劑DMAC中均勻混合制成1cm×1cm的測(cè)試電極片�？疾觳煌辰Y(jié)劑添加量對(duì)電極平均電容量的影響，結(jié)果如圖4所示。圖4粘結(jié)劑量對(duì)電極平均電容量的影響在電極的制備過(guò)程中加入一定質(zhì)量的粘結(jié)劑可以將電極吸附材料和集電極緊密粘接在一起，提高制備電極有效活性組分含量和機(jī)械強(qiáng)度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電吸附除鹽技術(shù)之電極材料研究進(jìn)展[J]. 王鑫,包景嶺,馬建立.  四川環(huán)境. 2010(02)
[2]金屬氧化物超級(jí)電容器的研究進(jìn)展[J]. 楊惠,石兆輝,陳野,張密林.  電池. 2005(06)

碩士論文
[1]電容法脫鹽用電極成型條件優(yōu)化與性能研究[D]. 陳新金.天津大學(xué) 2012
[2]聚吡咯納米纖維修飾電極用于電容法脫鹽實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張玉潔.天津大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3424288