电容去离子是一种新式脱盐技能,由于双电层在电容去离子中起着重要作用,因而脱盐功能遭到电极资料的物理和化学性质的激烈影响。一般,碳资料因其优异的电功能和低成本而在电容去离子中用作电极资料。活性炭是最常见克量内的碳资料,并前旁却且作为碳纳米管其他变体,例如石墨烯和模板碳也已经在电容去离子技能用于脱盐。这项研讨的意图是研讨沟通电极中的亲水性对膜电容去离子中最大容量利用率的影响。挑选两种活性炭(疏水性炭和亲水性炭)作为电极资料,并将它们进行比较,河待由于它们具有类似的比表面积但亲水性不同。最终剖析活性炭对膜电容去离子脱盐的影响。
计划1中描绘了用于查看脱盐功能的膜电容去离子体系。每个电极由作为集电器的石墨,沟通电机和IEM组成。将阴离子交流膜和阳离子交流膜别离放在阳极和阴极上。一对电极由厚度为110 ?m的尼龙垫片离隔。运用蠕动泵将进料水供应到电解池。处理后的溶液直接流过电导率仪,随后运用单程方式。除了IEM的存在外,还以与电容去离子中运用的相同装备进行了CDI试验。运用电池循环器在1点别离施加电压10分钟。在充电过程中为2 V,在放电过程中为0V。从第三个循环取得数据,并从至少三个操作上钩算出平均值,以完成可重复性。
总结了亲水和疏水活性炭的物理性质(关于粉末方式和电极方式),例如总BET、SSA和总孔体积。两种活性炭的总BET、SSA类似。在电极制作之后,两个电极的物理功能都以大约20%的类似速率下降。减小的表面积和孔体积能够经过导电资料和粘合剂或许堵塞活性炭孔来解说。虽然两个活性炭具有类似的物理特性,但两个电极的潮湿性好像具有不同的行为,如图1a所示。1分钟后,亲水活性炭电极的接触角值从118°减小到0°,而疏水活性炭电极的接触角值从130°减小到115°。在亲水活性炭电极上的接触角的大的减小标明杰出的潮湿性。为了进一步剖析YS-2电极的优异潮湿性,进行了FT-IR剖析,如图1b所示。已知当用气态氨处理活性炭时,或许会增加一个N结尾官能团。亲水活性炭电极的这种特性导致水分子以及溶解的离子更快地吸附到电极中。
这项研讨查询了活性炭对膜电容去离子中脱盐功能的影响。咱们的试验运用了疏水和亲水活性炭,它们具有类似的比表面积,但由于C–N或C = N键合而具有不同的亲水性。结果标明,亲水性活性炭电极具有更大的盐吸附才能,标明活性炭的亲水性对脱盐功能具有积极作用。