多孔炭和流動電極的制備及其脫鹽性能的研究.pdf

1、電容去離子（Capacitive deionization，CDI）技術(shù)是在多級閃蒸、電滲析和反滲透等海水淡化方法出現(xiàn)之后發(fā)展起來的另一項新型脫鹽方法，它具有能耗低、脫鹽效率高和無二次污染等優(yōu)點，是近些年來備受關(guān)注的新技術(shù)。該技術(shù)基于雙電層原理，通過在電極間施加一個靜電場，使溶液中的離子向帶有反向電荷的電極處移動，從而實現(xiàn)脫除水中離子達(dá)到凈化水的目的。材料結(jié)構(gòu)的調(diào)控以及新型材料的合成是電容去離子技術(shù)的核心。本論文圍繞材料的調(diào)控與合成，研

2、究了炭材料的結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)及脫鹽性能之間的關(guān)系，具體如下:
　　(1)以離子液體為模板劑，使用甲醛和間苯二酚為原料，通過溶膠凝膠法合成有機(jī)凝膠。進(jìn)一步通過炭化及活化工藝得到多孔的碳?xì)饽z。離子液體的加入，可以調(diào)控碳?xì)饽z的孔隙結(jié)構(gòu)，并簡化了碳?xì)饽z的制備工藝、縮短了生產(chǎn)周期。利用氮氣吸附儀、掃描電鏡和透射電鏡表征其孔結(jié)構(gòu)和形貌特征;采用電化學(xué)工作站以及平板式脫鹽裝置分析其電化學(xué)性能及脫鹽性能。結(jié)果表明:所制備的碳?xì)饽z電極具有優(yōu)異

3、的電化學(xué)性能（1 mol L-1 NaCl電解液中，2 mV s-1的掃速下，比電容值為88 F g-1）、較高的吸附容量(7.5 mg g-1)及良好的循環(huán)性能。
　　(2)為了簡化電極的制備步驟及提高碳電極的循環(huán)使用性等，本章在平板式脫鹽裝置的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的流動式脫鹽方法，并設(shè)計了流動式脫鹽裝置。利用商業(yè)碳制備流動電極，初步探索了電壓、流速以及鹽溶液濃度與脫鹽性能的關(guān)系，確立了最佳實驗操作條件;制備了一種氧化石墨烯P