電容法脫鹽用聚吡咯復合電極材料制備與性能研究.pdf

1、電容法海水淡化(CDI)技術(shù)的核心部件是具有高比電容和大吸附量的電極，開發(fā)吸附性能優(yōu)異的電極材料是CDI技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。本論文采用化學氧化法，以碳納米管為基體制備聚吡咯/碳納米管(PPy/CNT)復合電極材料，研究制備條件對其性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：FeCl3濃度在0.210-0.270M范圍內(nèi)，Py濃度在0.040-0.162M范圍內(nèi)，CNT濃度在2.000-4.000g/L范圍內(nèi)時，可獲得線徑均勻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的PPy/CNT復合納米線；P

2、Py/CNT的導電率、比電容和比吸附量隨FeCl3濃度和Py濃度的增大先增大后減??；PPy/CNT導電率隨CNT濃度增大而增大，比電容和比吸附量隨CNT濃度變化不顯著。PPy/CNT的最優(yōu)制備條件為：FeCl3濃度0.210M，Py濃度0.121M，CNT濃度3.200g/L。采用循環(huán)伏安法，以1.0MKCl為電解質(zhì)，掃描電壓-0.2-0.6V，掃描頻率0.005V/s的條件下，測得最佳條件下制得的PPy/CNT的比電容為163.6F/

3、g；以500ppmNaCl為模型溶液，在極間電壓1.4V，極間距1.5cm，吸附時間900s條件下測得其比吸附量為49.7mg/g。
　　選用Cl-、p-TS-和DBS-為摻雜離子，采用電化學方法制備了不同離子摻雜的聚吡咯(PPy-Cl、PPy-p-TS、PPy-DBS)，研究了摻雜離子對PPy性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：PPy-Cl和PPy-DBS均為球狀顆粒，而PPy-p-TS為二維片狀結(jié)構(gòu)顆粒；與PPy-Cl和PPy-DBS相比，

4、PPy-p-TS具有較大的比表面積和較高的導電性，電化學阻抗最??；PPy-p-TS的離子交換量為285.5mg/g，分別是PPy-Cl和PPy-DBS的2.70倍和3.44倍。上述結(jié)果表明當選用p-TS-為摻雜離子時，PPy的綜合性能最佳，有利于提高PPy的吸附性能。
　　此外，本論文在PANI分散體系中直接制備PPy/PANI復合電極材料，研究制備條件對PPy/PANI復合材料性能的影響規(guī)律，獲得了高比電容PPy/PANI復合材

5、料的最佳制備條件，并考察了其脫鹽性能。結(jié)果表明：介質(zhì)酸種類對PPy/PANI的形貌有重要影響，介質(zhì)酸為HClO4或HCl時，PPy/PANI為納米線，而當介質(zhì)酸為H2SO4時，PPy/PANI為珊瑚狀形貌；以HClO4為介質(zhì)酸時，PPy/PANI復合材料的比表面積、孔容及比電容均最大，阻抗最小；隨HClO4濃度和APS濃度的增大，電化學阻抗和比電容均先增大后減?。灰?.500MHClO4為介質(zhì)酸，APS濃度為0.575M時，PPy/PA