膜电容去离子电极中导电剂类型及掺杂比对脱盐性能的影响

导电剂种类及其添加量是影响膜电容去离子（MCDI）脱盐性能的重要因素.以活性炭为活性吸附材料,分别选取石墨、碳纳米管和炭黑作为导电剂制备电极,深入探究了3种导电剂及其掺杂量对MCDI脱盐性能的影响.实验结果表明,掺杂适量炭黑和碳纳米管能显著提升电极的吸附容量、脱盐速度及降低脱盐能耗.活性炭与炭黑质量比为8∶1时,电极吸附容量可达15.84 mg·g^-1,比不掺加炭黑时提高了1.15倍;活性碳与碳纳米管质量比为57.6∶1时,电极吸附容量可达12.62 mg·g^-1;但掺杂石墨的活性炭基电极在提升吸附容量、降低能耗上都没有明显变化.动力学拟合结果表明,本研究中掺杂石墨、碳纳米管及炭黑的活性炭基电极材料脱盐过程均符合准二级动力学方程.     

电容去离子技术综述(三):影响因素

电容去离子(CDI)是最近十余年快速发展起来的一种用于脱盐的新型水处理技术。采用具有大比表面积及稳定的物理化学性质的多孔材料做电极,并外接直流电源,可使离子被吸附于电极上从而实现水的净化。简单介绍了电容去离子技术的优势所在,并详细分析阐述了包括电压高低、流速流量大小、极板间距对置的大小、温度浓度、离子种类、p H变化、加膜等对脱盐效果的影响。     

电容去离子技术综述(二):电极材料

电容去离子(CDI)是最近十余年快速发展起来的一种用于脱盐的新型水处理技术。其基于大比表面积及稳定的多孔电极,通过外接直流电源,实现离子的去除及水的净化。简单介绍了电容去离子技术及与传统水处理技术的对比,并详细分析阐述了不同电极材料的选取及其预处理与改性对脱盐效果的影响。     

活性炭纤维电极电吸附除盐机理研究

采用自制电吸附除盐装置,在不同操作电压、不同进水浓度条件下,对一定体积的氯化钠溶液进行循环处理,通过吸附过程中的吸附等温线和动力学方程探究了活性炭纤维电极电吸附除盐机理。结果表明:活性炭纤维电极电吸附过程符合Freundlich吸附等温线,电压越大,电极吸附能力越强;而Lagergren准二级动力学方程拟合结果表明,电压越大,极板吸附速率越快;Weber-Morris方程表明,内扩散是影响电吸附速率的主要因素。     

利用活性碳毡构建流通式电容去离子器件及其电容脱盐性能研究

采用活性碳毡(ACF)作为电吸附材料,构建流通式(Flow-through)电容去离子(CDI)装置,以模拟盐水为对象,考察了电压、通量、进水初始浓度及盐离子种类等条件对ACF电吸附容量的影响,并与平板式(Flow-by)电容去离子装置对比.结果表明,在流通式运行模式下,ACF电吸附容量随着电压、进水盐浓度的增大而增大,吸盐量最终会达到极值(最大吸附量).ACF电吸附容量会随着进水通量的增大先增大后减小.在电压1.2 V、通量0.053 m L·min~(-1)·cm~(-2)、进水初始浓度1000 mg·L~(-1)的条件下,流通式CDI中ACF对硫酸钠的电吸附容量达到7.73 mg·g~(-1),而平板式CDI中ACF电吸附容量为5.42 mg·g~(-1).此外,还考察了在不同盐离子类型条件下的流通式CDI脱盐效果,结果表明,ACF电极对阳离子电吸附强弱顺序依次为K~+Na~+Ca~(2+),对阴离子电吸附强弱顺序为Cl~-NO_3~-SO_4~(2-).流通式CDI装置在12个周期内脱盐效果并无明显衰减,表明CDI具有较好的稳定性.     

磷酸法活化银杏叶活性炭对DBP的吸附性能研究

以银杏树叶为原料,使用磷酸活化法制备粉末活性炭,采用银杏叶粉末活性炭作为吸附剂,研究了其对DBP的吸附性能。研究考察了温度、吸附时间、pH对DBP吸附性能的影响,同时拟合了吸附等温线,探讨了热力学和动力学性质。结果表明温度、吸附时间、pH对吸附效果均有影响,吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,吸附过程是自发的,二级动力学方程更好地描述吸附动力学规律。     

等离子改性CNT/TiO2电极吸附去除水中苯酚的研究

利用电感耦合空气等离子体对涂覆法制备的CNT/TiO2复合电极进行射频放电改性处理.复合电极的表面形貌、润湿性及元素成分分别通过扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、x射线光电子能谱(XPS)进行了表征.结果表明,改性后有利于苯酚吸附,电极比表面孔隙、亲水性、TiO2及含氧官能团均得以增加;循环伏安测试(CV)表明改性后电极比电容提高54%;改性后复合电极对苯酚的吸附量较改性前提高了45%.且等离子改性CNT/TiO2电极对苯酚的去除量随电压、苯酚初始浓度的增加而增加,吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.     

磷酸法活化银杏叶活性炭对DBP的吸附性能研究

以银杏树叶为原料,使用磷酸活化法制备粉末活性炭,采用银杏叶粉末活性炭作为吸附剂,研究了其对DBP的吸附性能.研究考察了温度、吸附时间、pH对DBP吸附性能的影响,同时拟合了吸附等温线,探讨了热力学和动力学性质.结果表明温度、吸附时间、pH对吸附效果均有影响,吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,吸附过程是自发的,二级动力学方程更好地描述吸附动力学规律.     

电容去离子技术综述(一):理论基础

电容去离子(CDI)是最近十余年快速发展起来的一种用于脱盐的新型水处理技术。它通常通过对两张相对放置的多孔电极施加电压,使水中带电粒子在电场的作用下定向移动并被吸附于电极上,从而实现水的净化。该技术的发展不仅包括理论研究与因素控制,其在工程上的成功运作也证明了该技术的可行性。本系列文章结合国际上近年来的研究成果对CDI进行了全面的叙述。其中,本文包括双电层理论、发展历史与研究现状、电极成型方式、电极表征的方法以及对未来的展望。     

电容去离子电极的污染特性研究

活性碳纤维(ACF)电极的电容去离子技术(CDI)对水中离子具有良好的脱除效果,且经多次吸附脱附循环后电极仍具有良好的吸附性能和再生性能。当溶液中有苯甲酸、腐植酸和铜离子存在时,电极在长期运行的过程中会受到污染,离子去除率随着循环次数的增加而逐渐降低。通过扫描电子显微镜技术(SEM)、低温氮气吸附-脱附技术、循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对电极污染特性进行测试及表征。结果表明:电极被不同污染物污染后,其电吸附性能呈不同的下降趋势,污染电极表面出现颗粒状和片状的有机污染和无机结垢;苯甲酸污染引起孔隙堵塞导致比表面积下降10.8%,腐植酸和铜离子对比表面积影响较小;电极受苯甲酸和腐植酸污染后,因比表面积减小而引起比电容降低;电极受铜离子污染后,有效吸附点位的减少使得比电容下降;电极被污染后,其表面或孔隙内污染物阻碍电子在纤维丝间的传递,电化学性能下降。