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碳纳米复合材料电吸附水溶液中NaCl和CuCl_2的研究

作 者: 詹焰坤
导 师: 潘丽坤
学 校: 华东师范大学
专 业: 纳米物理学
关键词: 电吸附 活性碳纤维 碳纳米纤维 碳纳米管 碳纳米管-碳纳米纤维 Langmuir等温吸附 铜离子 氯化钠 再生
分类号: TB383.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 101次
引 用: 1次
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内容摘要


目前世界上很多国家面临着饮用淡水短缺危机,海水脱盐和污水净化则是有效的解决途径。电吸附或者电容去离子技术(CDI)就是其中一种节能又环保的技术,它的原理是通过施加小于2V的直流电压,在电极表面形成双电层电容来吸附离子。由于电吸附具有容量高,无二次污染,再生方便等优点,所以前景十分诱人。作为电吸附的关键部分,电吸附的电极材料必须具有高比表面积,低电阻,易极化和不参与法拉第反应等特点。本论文从电极材料出发,着重集中在碳纳米复合材料在电吸附的应用,包括内容如下:(1)制备三种复合电极:碳纳米管-碳纳米纤维(CNT-CNF),活性碳纤维/碳纳米纤维(ACFs/CNFs)电极和碳纳米管-壳聚糖(CNT-CS)复合电极;(2)观察三种复合电极形貌和结构并表征物理和化学特性;(3)选取氯化钠(NaCl)溶液作为海水脱盐模拟液,氯化铜(CuCl2)溶液作为重金属污染模拟液,在直流电压下考察所三种复合电极的电吸附特性,并从动力学和热力学两个方面比较这些复合电极在电吸附NaCl或CuCl2时的优越性能。

全文目录


论文摘要  6-7
Abstract  7-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 电吸附原理  11-12
  1.2 电吸附优势  12-13
  1.3 电吸附研究历史  13-15
  1.4 本文研究内容  15-16
第二章 复合电极制备及电吸附实验  16-25
  2.1 复合电极制备  16-19
    2.1.1 CNT-CNF电极制备  16-17
    2.2.2 ACFs/CNFs制备  17-18
    2.2.3 CNT-CS制备  18
    2.2.4 表征方法  18-19
  2.2 电吸附实验  19-22
    2.2.1 实验装置  19-20
    2.2.2 校正曲线  20-22
  2.3 数据处理  22-24
    2.3.1 移除率和表面覆盖率  22-23
    2.3.2 动力学  23
    2.3.3 等温吸附线  23-24
    2.3.4 热力学  24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 电极结构及表面特性表征  25-40
  3.1 CNT-CNF和ACF及CNT电极比较  25-30
    3.1.1 结构表征  25-29
    3.1.2 表面特性  29
    3.1.3 电化学特性  29-30
  3.2 ACFs/CNFs复合电极  30-35
    3.2.1 结构表征  30-34
    3.2.2 表面特性  34-35
    3.2.3 电化学特性  35
  3.3 CNT-CS复合电极  35-39
    3.3.1 结构表征  35-38
    3.3.2 表面特性  38-39
    3.3.3 Zeta电势  39
  3.4 本章小结  39-40
第四章 不同电极电吸附NaCl的研究  40-47
  4.1 CNT-CNF与ACF和CNT比较  40-42
    4.1.1 动力学  40-41
    4.1.2 等温吸附线  41-42
  4.2 ACFs/CNFs与ACFs比较  42-46
    4.2.1 动力学  42-45
    4.2.2 等温吸附线  45-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章 不同电极电吸附CuCl_2的研究  47-65
  5.1 CNT-CNF与CNT及ACF比较  47-49
    5.1.1 动力学  47-48
    5.1.2 等温吸附线  48-49
  5.2 ACFs/CNFs与ACF(s)比较  49-51
    5.2.1 动力学  49-50
    5.2.2 等温吸附线  50-51
  5.3 CNT-CS与CNT比较  51-55
    5.3.1 动力学  51-54
    5.3.2 等温吸附线  54-55
  5.4 CNT-CNF电吸附CuCl_2研究  55-60
    5.4.1 压强、浓度和温度影响  55-57
    5.4.2 等温吸附线  57-59
    5.4.3 热力学  59-60
    5.4.4 最大覆盖率  60
  5.5 CNT-CNF电吸附CuCl_2的再生性研究  60-64
    5.5.1 短接法  61-62
    5.5.2 短接再反接法  62-63
    5.5.3 反接再短接法  63-64
  5.6 本章小结  64-65
第六章 总结与展望  65-67
参考文献  67-72
附录  72-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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