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文檔簡介
1、近年來,電容去離子脫鹽技術(shù)(CDI,電吸附脫鹽)作為一種綠色的淡化脫鹽技術(shù)應(yīng)運而生,是外加電壓產(chǎn)生庫侖力將溶液中的離子吸附以雙電層形式儲存起來。與蒸餾法、離子交換、電滲析、反滲透等傳統(tǒng)的淡化方法相比,電吸附脫鹽技術(shù)具有低成本,使用壽命長,易再生,節(jié)約能源,和無二次污染等優(yōu)點。因此,電吸附技術(shù)在苦咸水脫鹽方面具有應(yīng)用前景。電吸附脫鹽效果與電極材料性能有很大的關(guān)系。
3D的石墨烯基復(fù)合材料即保持了有2D石墨烯的機械性能,電化學(xué)性能
2、,又具有了3D材料的高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)。但是由于炭材料是惰性表面,不溶于一般溶劑,因此對石墨烯基復(fù)合材料改性以及摻雜雜原子(N,O,S,B,P)等諸多手段的研究越來越廣泛,以期其能夠在電化學(xué)儲能領(lǐng)域發(fā)揮更廣泛作用。
本實驗采用溶膠凝膠法,以氧化石墨烯(GO),間苯二酚(R),三聚氰胺(M),甲醛(F)為原料,碳酸鈉(C)為催化劑,經(jīng)過常壓干燥,700℃炭化得到富氮炭氣凝膠材料。實驗選擇以三聚氰胺(M)在復(fù)合材料中含量的變化,獲
3、得不同氮含量的復(fù)合炭材料。結(jié)果表明:經(jīng)過高溫炭化,可以達到N原子取代C原子,引入缺陷的效果;復(fù)合材料中含氮量會隨著熱解溫度升高而降低;MF結(jié)構(gòu)在高溫炭化中會塌陷,故而M/R的提高,復(fù)合材料的比表面積減小。將GO-MRF-x用作電極材料,GO-MRF-0.8具有較高的比電容(222 F g-1)和較小的等效串聯(lián)電阻(ESR)以及界面轉(zhuǎn)移阻力;在恒流(25 mA)條件下電吸附脫鹽時,單位吸附量可達16.72 mg g-1;不同價態(tài)離子的電吸
4、附的研究表明,對Na+和PO43-具有選擇性吸附;多離子的競爭性吸附研究表明,對Mg2+和PO43-具有優(yōu)先吸附的作用。
鑒于上述實驗得到的摻氮炭材料比表面積較小,以KOH作為活化劑,設(shè)定溫度為800℃,mKOH∶mc為3∶1,以固含量為變量,經(jīng)過活化得到的A-N-GRF-1材料比表面積達1199 m2 g-1,具有317 F g-1的比電容,較小的離子擴散轉(zhuǎn)移電阻,2000次循環(huán)后比容量仍可達到原來的93.03%,說明電極材
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