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用活性炭进行水脱盐

发布时间: 2021-11-29  点击次数: 46次

  用活性炭进行水脱盐,炭纳米技术在水处理应用中的潜在影响领域分为三类:处理和修复,传感和检测,以及污染预防和海水淡化技术的改进是一个关键区域。基于活性炭纳米技术的水净化装置具有改变脱盐领域的潜力,例如通过使用离子浓度极化现象。

  另一个相对较新的技术是微咸水净化方法是电容去离技术。电容去离子技术的优点是没有二次污染,具有成本效益和能源效率。电容去离子技术以及电吸附的基本概念是通过施加直接电场迫使带电离子朝向相反极化的电极:微咸水流在成对的高表面积碳电极之间流动,高电极表面积的活性炭电极之间保持电位差约1-2伏。离子和其他带电粒子如微生物被吸引并保持在相反电荷的电极上。负极吸引钙,镁,钠等带正电的离子(阳离子),带正电的电极吸引氯,硝酸盐,二氧化硅等负离子(阴离子)。

  电容去离子技术是高能效的,因为它的目标是只去除盐离子,这是一小部分进料溶液,相比之下,大多数其他技术,旨在分离水,占了90%的解决方案。

  合适的活性炭材料是电容去离子技术装置中最重要的组分,因为它们被用作在电吸附过程中起重要作用的电极。一个研究小组,现在已经开发出一种使用活性炭纳米片的电容去离子技术应用程序电容去离子电极。他们发现石墨烯电极比常规使用的活性炭材料具有更好的电容去离子性能。

  电容去离子技术采用活性炭和石墨烯纳米片(GNFs)电极的机理。在研究人员进行的实验中,他们将石墨烯纳米片基电极与传统活性炭电极进行了比较。他们指出,“尽管具有较大的表面积(989.54米2 /克)比石墨烯纳米薄片(222.01米2 / g)中,活性炭具有仅13.73微摩尔/克,这比石墨烯纳米薄片的低得多的electrosorptive容量(其电吸附容量为23.18μmol/ g)“。

  他们认为这是因为纳米薄片具有更容易接近离子的层间结构,而活性炭具有大部分不可接近的小微孔。因此,石墨烯纳米片的有效表面积比活性炭高。

  活性炭和石墨烯纳米薄片的TEM和SEM图像被用来证实他们的假设。据研究人员介绍,“石墨烯纳米片的透射电镜图像表明石墨烯纳米片聚集在一起,呈现半透明的花状夹层结构,同时也表明石墨烯纳米片是微小的均匀片状,有利于离子进入并吸附在片的表面。

  “相反,TEM图像上的活性炭结构表明,它呈现出蜂巢式的孔隙结构,因此离子不能进入内部孔隙,因此难以达到高的电吸附能力。他们指出,石墨烯纳米片高导电性的另一个可能原因是石墨烯纳米片中导电石墨化块的存在,这是石墨前体制备不完全石墨烯所致。尽管考虑到有效的比表面积和电导率,研究小组认为具有高比表面积的石墨烯纳米片具有作为电容去离子技术优良候选电极材料的潜力但是使用活性炭是选择。

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