基于石墨烯复合电极的电容脱盐技术研究进展

电容去离子技术是一种低成本、低能耗、高效率、绿色生产过程的新型脱盐技术,电极是电容去离子技术的核心部分,石墨烯因其独特的二维纳米结构,巨大的比表面积和超高的电导率,被认为是具有巨大潜力的新材料。本文综述了基于石墨烯复合电极的电容脱盐技术研究进展,分析了石墨烯基复合材料应用于电容脱盐技术的影响因素、存在问题以及发展前景。     

高硫石油焦分级多孔炭的制备及电容脱盐性能研究

电容脱盐是基于双电层原理的新兴脱盐技术,由于其具有所需电压低、能量消耗小和无二次污染等优点受到研究学者的广泛关注。多孔炭具有较高的比表面积、孔结构可调、物理和化学性质稳定等优点,常被用于电容脱盐的电极材料。多孔炭中非炭材料的引入,能为材料提供一定的赝电容,提高材料的电容脱盐性能。本文探究了含硫多孔炭对电容脱盐的影响,实验以高硫石油焦为炭前驱体,KOH为活化剂,在高温下一步活化得到分级多孔炭,并对多孔炭的电容脱盐性能进行了测定。结果表明,高硫石油焦KOH活化后,孔体积和比表面积得到很大的提高,而硫含量随着KOH添加量的增加逐渐降低直至为零。通过分级多孔炭电容脱盐的测试,发现微孔不利于电容脱盐,介孔更利于电容脱盐。与不含硫官能团的ACs进行对比,含硫官能团对脱盐具有增益效果,AC-2电极单循环脱盐量达到5.00 mg/g,单位比表面积的脱盐量达到0.015 mg/m~2。     

电容脱盐技术及其在废水处理中的应用

废水脱盐是继COD、氮磷、重金属处理后的热点之一,而电容去离子技术是近年来迅速发展起来的一种新型的脱盐技术,其在含盐废水治理领域具有广阔前景。本文聚焦该技术的最新研究进展,对电容性脱盐的电极材料、脱盐模式、电压、极板间距等影响因素进行了综述,并对该技术的未来发展方向进行了展望。     

电容吸附法脱盐技术研究进展

电容吸附法脱盐是一种新开发的水处理技术,本文介绍了电容去离子的原理,并具体阐述了电容除盐的各个影响因素及特点,从这些方面综述了电容去离子研究和应用开发的进展。     

B、N双掺杂微生物衍生碳在电容脱盐中的应用

电容脱盐是一项绿色环保、低成本、低能耗的海水脱盐技术,研发高性能的电极材料是该技术的关键所在。本工作以低成本的微生物为原料,采用可回收性硼酸作为开孔剂的绿色方法制备了高性能双掺杂微生物衍生碳(NBC),其丰富的杂原子掺杂增强了碳材料的电容吸附能力。研究结果表明,微生物衍生碳中丰富的杂原子能赋予其优异的赝电容特性。高通透介孔结构的生物质衍生碳能够有效脱除盐水中的NaCl(在1.2 V的电压下,NBC对NaCl的吸附量可以达到41.3 mg·g^-1)。本研究可为电容脱盐领域电极碳材料的制备提供一种绿色方案。     

复合黏结剂制备CDI电极及其脱盐性能研究

电容去离子(CDI)是一种低能耗、环保的含盐水脱盐技术。电极对CDI系统的脱盐起着决定性作用。黏结剂对电极的性能有很大的影响，进而影响CDI脱盐性能。研究选用聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF)作为复合黏结剂，利用涂覆法制备活性炭电极，讨论其应用于CDI的可能性。采用流变、接触角、电阻率、SEM、BET、电化学测试等方法对电极性能进行表征，使用自制的脱盐装置，研究复合电极的脱盐性能。结果表明：涂覆电极呈现亲水性，具有较好的稳定性，50次循环伏安后比电容仅下降7.35%，最大比电容可达141.78 F·g^-1。随着PTFE的增加，电极亲水性、导电性以及强度略有下降，电极的稳定性略有上升。脱盐结果显示，PTFE/PVDF配比为5∶5时，电极具有良好的脱盐性能，脱盐量达到8.567 mg·g^-1。     

石墨烯气凝胶/MnO2复合材料强化电容去离子性能研究

选用石墨烯气凝胶(GA)作为载体,负载MnO2纳米颗粒,构建新型石墨烯气凝胶-MnO2复合材料(MnGA),并制备电容电极,研究复合材料的电容去离子性能。结果表明,MnO2在石墨烯片层上可形成一维线状结构,减弱石墨烯片层间的堆叠效应,提升材料电容,从而提高了电极的脱盐性能,最大电容脱盐量达到25.78 mg/g;NaCl溶液的初始浓度、供电电压和进水流速均会对电容脱盐量产生影响。     

ZIF衍生多孔碳纳米纤维用于高效电容去离子的研究

作为一种环保节能的新兴脱盐技术,电容去离子技术正在成为替代反渗透脱盐和电渗析脱盐的一项重要的脱盐技术。各种碳基材料被广泛地应用于电容去离子电极材料的研究,然而大多数碳基材料为粉末状材料,需要添加黏结剂,这必将导致电极材料电吸附能力的下降。利用静电纺丝技术,将ZIF纳米颗粒和聚丙烯腈混纺,并通过分段高温热处理过程,成功合成了具有柔性结构的整体性多孔碳纳米纤维。由于其具有孔道结构的分级分布和较强的亲水性等优良特性,所制得的多孔碳纳米纤维在1.2 V电压下于500 mg/L NaCl溶液中表现出良好的电吸附性能,脱盐量达到了19.92 mg/g,比普通碳纳米纤维提高了一倍以上。     

活性炭纤维电极的电容去离子脱盐试验研究

以活性炭纤维为电极材料研制液流式电容去离子模块,考察了电压、进水流量、进水浓度对其脱盐性能的影响。结果表明,活性炭纤维电极用于电容去离子脱盐具有吸附效率高、再生性能好的优点。对活性炭纤维进行载钛改性,改性后的电极单位吸附量提高了31.61%。对于电导率为7.31 mS/cm的电镀反渗透浓水,在21级电容去离子模块串联作用下,离子去除率高达95.21%。处理后的电导率与自来水相近,说明以活性炭纤维为电极的电容去离子技术具有广阔的应用前景。     

活性炭纤维电极的电容去离子脱盐试验研究

以活性炭纤维为电极材料研制液流式电容去离子模块,考察了电压、进水流量、进水浓度对其脱盐性能的影响。结果表明,活性炭纤维电极用于电容去离子脱盐具有吸附效率高、再生性能好的优点。对活性炭纤维进行载钛改性．改性后的电极单位吸附量提高了31．61％。对于电导率为7．31mS／cm的电镀反渗透浓水,在21级电容去离子模块串联作用下．离子去除率高达95．21％。处理后的电导率与自来水相近,说明以活性炭纤维为电极的电容去离子技术具有广阔的应用前景。     

流动电极电容去离子技术研究进展

具有低成本、低能耗、高效率优势的电容去离子技术（CDI）是缓解水危机的有效手段。流动电极电容去离子技术（FCDI）通过将流动电极和离子交换膜耦合，可弥补传统CDI技术吸附能力有限、无法长期连续运行的技术瓶颈。经过近十年的广泛研究，FCDI技术在理论研究、材料开发和工程应用上取得了积极进展，展现出了良好的应用前景。对FCDI技术进行了系统综述，介绍了其发展历程及运行原理，并从装置构型、运行模式、材料创新和参数影响等方面深入分析了影响脱盐性能的关键因素，指出提升脱盐性能的优化策略。此外，总结了FCDI技术在水体脱盐、水污染治理及资源化、能源回收等领域的应用现状，评价了该技术的经济性和实用性，最后提出FCDI技术未来可行的发展方向。     

电容去离子技术及其电极材料研究进展

介绍了电容去离子技术(CDI)的工作原理、发展历程,以及实际装置中的常见脱盐模型和CDI技术的应用现状;叙述了CDI电极材料研究发展的前沿动态,归纳了CDI技术对其所使用电极材料的性能要求。综合考虑CDI工作原理和影响因素,认为现阶段提高其脱盐效果的关键在于电极材料性能;而目前的CDI研究,在模拟盐水、材料赝电容、CDI技术应用局限性等方面还存在问题。未来CDI技术在能量回收利用、与绿色能源结合使用,或进行小型化便携式发展这些方面,将具有非常好的发展优势和前景。     

不同锌源制备ZnO-CNF复合材料及其电容去离子性能分析

选用ZnCl_2、ZnAc_2为锌源,通过静电纺丝技术制备ZnCl_2/聚丙烯腈基、ZnAc_2/聚丙烯腈基复合纳米纤维,在经过预氧化、碳化及水洗处理后,得到2种ZnO负载的碳纳米纤维(ZnO-CNF)复合材料,并利用各种仪器研究了其结构和电化学性能。结果表明,在等量锌源下,添加ZnAc_2所得到的碳纳米纤维ZnO-CNF(ZnAc_2)的结构完整、机械性能良好,且具有更高的Zn保留量和石墨化程度。对应材料组装电容器进行电化学和电容脱盐测试,ZnO-CNF电极的比电容远比CNF电极的比电容高。其中,ZnO-CNF(ZnAc_2)电极的最大电容脱盐量达到11.24mg/g,高于ZnO-CNF(ZnCl_2)电极(8.35mg/g)和CNF电极(2.01mg/g)。证明高含量的ZnO会产生高的电容脱盐量。     

电容去离子技术在水处理领域的研究进展

电容去离子(CDI)技术是一种新型的用于脱盐的水处理技术。通过在具有多孔的电极材料两侧施加电压,使溶液中的离子吸附与两侧的电极上达到去除离子的目的。由于电容去离子具有高效、低能耗、无二次污染等特点,已成为水处理领域研究及应用的热门技术。文章概述电容去离子技术的原理,同时介绍了四种常见的电极材料,包括活性炭、有序介孔炭、碳气凝胶和碳纳米管。     

电容去离子技术的电极材料研究进展

电容去离子(CDI)是一种装置结构简单、无二次污染、能耗低的新型水处理技术，被应用在海水淡化、苦咸水脱盐和废水处理等方面。文章分析了CDI的工作原理，从电极材料的比表面积、导电性能和盐吸附容量等方面综述了基于双电层理论的碳质材料和基于法拉第反应的赝电容材料，阐述了不同电极材料在掺杂和改性等操作修饰后对脱盐性能的影响，为当前研究提供理论基础和研究思路。     

电容去离子材料改性及装置改良研究进展

电容去离子(CDI)操作简单、节能高效、环境友好,在废水脱盐领域有巨大发展潜力。CDI电极常用的碳材料脱盐能力有限,仍有提升空间。总结了化学处理、元素掺杂和金属氧化物复合等改性方法,介绍了几种代表性的装置构型,包括膜电容去离子(MCDI)、流动电极电容去离子(FCDI)和混合电容去离子(HCDI),最后对CDI的发展和应用前景进行了展望。     

石墨烯基电吸附电极材料的研究进展

电容去离子技术是一种高效节能、绿色环保的基于电化学双电层电容理论的电吸附脱盐技术。该技术的关键和核心在于电极材料的选择。石墨烯因具有较高的比表面积、电导率以及优异的物理化学特性,被认为是一种理想的电极材料。本文从石墨烯电极材料性能设计角度出发,归纳总结了针对石墨烯材料特性(亲水性、比表面积/孔隙、导电性)的研究现状,分析存在的问题,并展望了石墨烯基电容去离子电极材料的发展前景。     

二硫化钼作为海水淡化材料的研究进展

海水淡化是从丰富的海水资源中提取清洁淡水的技术,是解决淡水资源短缺的重要途径。传统的海水淡化技术在实际应用中已经暴露出高成本、高能耗和低效率等缺点,因此开发海水淡化新兴技术及材料成为研究重点。二硫化钼（MoS₂）是典型层状过渡金属硫化物,因其化学稳定、吸光能力优异等优点,在海水淡化领域具有极大的应用前景。作为一种高效环保的海水淡化材料,MoS₂及其复合材料在改善传统脱盐工艺和发展新兴脱盐技术中已得到广泛研究。本文主要论述和分析MoS₂基材料在电容去离子、膜脱盐及太阳能脱盐等海水淡化应用中的研究进展以及在工业化应用中面临的挑战,并展望其今后在脱盐领域的发展方向。     

电容吸附去离子方法的研究

电容吸附法脱盐是一种新开发的水处理技术，作者用商品活性炭纤维制成卷式和板式电极。电极间有液体流道，组成电容吸附去离子装置。电极充电时对流出的水进行脱盐。电极吸饱离子后电极短路，排出含高浓度盐分的水。实验的工作曲线与文章报导的结果相似。由于电极电阻较大，且活性炭孔径分布不理想，所以，在能耗和电吸附量上与国外有差距，有待改进。     

活性炭纤维毡电极的电容脱盐性能研究

采用活性炭纤维毡作为自支撑电极材料,组装成电容器进行恒流充放电脱盐测试。循环伏安证明电容器具有理想的双电层电容特性。分别考察了目标电压、充电电流密度对活性炭纤维脱盐性能和电流效率的影响。结果表明,随着电压的升高,脱盐量增加,电流效率先增加后降低;当电流密度过低,脱盐产率太低,而过高的电流密度会导致脱盐量及电流效率的下降。电极表面的pH变化研究证明,随着电压的升高,电极表面碱化严重。