活性炭與炭黑混合電極的脫鹽性能及相關(guān)工藝參數(shù)的優(yōu)化

編號：CYYJ02855

篇名：活性炭與炭黑混合電極的脫鹽性能及相關(guān)工藝參數(shù)的優(yōu)化

作者：劉潔 王曉菊 沈格 馬俊俊 劉春 牛建瑞

關(guān)鍵詞： 混合電極 MCDI 參數(shù)優(yōu)化 動力學(xué) 熱力學(xué)

機(jī)構(gòu)： 河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 河北省污染防治生物技術(shù)實驗室

摘要： 混合電極中各組分的質(zhì)量比是影響膜電容去離子(membrane capacitive deionization,MCDI)系統(tǒng)脫鹽性能的重要因素。重點研究了混合電極中活性材料(活性炭)、導(dǎo)電劑(炭黑)和粘結(jié)劑(聚四氟乙烯)3種組分的質(zhì)量比對MCDI系統(tǒng)脫鹽性能的影響,并優(yōu)化了工藝參數(shù)。實驗結(jié)果表明,在進(jìn)水氯化鈉質(zhì)量濃度為0.4 g·L−1時,控制活性炭、炭黑及聚四氟乙烯的質(zhì)量比為8∶1∶1、運行電壓為1.2 V,進(jìn)水流速為4 mL·min−1,MCDI系統(tǒng)具有較優(yōu)異的脫鹽性能,其吸附容量和脫鹽速度分別為10.13 mg·g−1和0.44μmol·(cm2·min)−1,電荷效率和單位能量脫鹽量可分別達(dá)95.27%和8.23μmol·J−1;而且,增大進(jìn)水中氯化鈉濃度會進(jìn)一步提升MCDI系統(tǒng)的吸附容量和脫鹽速度,但其脫鹽率會有所降低。吸附熱力學(xué)和動力學(xué)擬合結(jié)果表明,此混合電極材料脫鹽過程分別符合Freundlich吸附等溫方程和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程。