編號(hào)：NMJS09216
篇名：改性炭黑導(dǎo)電劑強(qiáng)化流動(dòng)電容去離子脫鹽性能的機(jī)制
作者：余銘浩 陳夢(mèng) 楊晨旭 李耘科 谷佳蓉 馬俊俊 劉春 牛建瑞
關(guān)鍵詞： 流動(dòng)電容去離子 氧化改性 炭黑 表面性質(zhì) 脫鹽
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(shí)驗(yàn)室
摘要： 流動(dòng)電極電容去離子是一種可連續(xù)運(yùn)行、低能耗的新型電化學(xué)脫鹽技術(shù)。在流動(dòng)電極中添加導(dǎo)電劑是提升其脫鹽性能的常用手段,但常用的導(dǎo)電劑如炭黑(carbon black CB)、碳納米管(carbon nanotubes CNT)等的強(qiáng)疏水性會(huì)影響流動(dòng)電極的電子傳遞效率和流動(dòng)性,因此,提高導(dǎo)電劑親水性并充分利用其吸附能力是提高流動(dòng)電極脫鹽性能的關(guān)鍵。本研究利用H2O2對(duì)炭黑進(jìn)行氧化改性,通過調(diào)節(jié)氧化時(shí)間,制備了系列具有不同親水性、表面含氧官能團(tuán)的炭黑改性材料(CBO),并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的物理和電化學(xué)特性表征。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究了系列炭黑材料作為導(dǎo)電劑對(duì)裝置脫鹽效果的影響規(guī)律,同時(shí)優(yōu)化了系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。結(jié)果表明,由H2O2氧化12 h所制備的炭黑材料作為導(dǎo)電劑時(shí),裝置具有較好的脫鹽性能,在CBO-12投加量為0.25%、施加電壓為1.2 V時(shí),裝置的平均除鹽速率和電荷效率分別為0.464μmol∙(cm2∙min)−1和83.1%。進(jìn)一步表征發(fā)現(xiàn),優(yōu)異的脫鹽性能歸因于適當(dāng)?shù)难趸男?可有效改善CB的疏水性,并在其表面引入大量含氧官能團(tuán),在改善流動(dòng)電極電荷傳遞能力的同時(shí),還能充分利用改性CB的吸附性能。
