聚吡咯-碳納米管電極配置與電容法脫鹽環(huán)境耐受性研究.pdf

1、電容法脫鹽（CDI）技術(shù)是利用一對具有高比電容的電極，通過交替進行的吸附/脫附過程實現(xiàn)原料液淡化的新型脫鹽技術(shù)。本文重點開展了新型復(fù)合材料電極的實用化涂敷成型、電極配置方式優(yōu)化以及成型電極環(huán)境耐受性和脫鹽穩(wěn)定性測試等研究，對推進CDI技術(shù)實用化開發(fā)具有重要實用價值。
　　本文首先采用化學(xué)氧化法制備了無摻雜離子的聚吡咯/碳納米管（PPy/CNT）復(fù)合電極材料，并利用涂敷法放大化制備了較大尺寸規(guī)格的PPy/CNT電極樣件（80×160

2、mm），重點考察了干燥溫度對電極表面成型和性能均勻性的影響規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)干燥溫度恒定為40℃，干燥時間為8h時，PPy/CNT電極表面成型良好，其比電容和比吸附量性能均達到最優(yōu)，分別可達180.86F/g和89.76mg/g，與相同條件下的小型樣件（25×45mm）保持一致。
　　其次，選用鹽酸（HCl）和十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為摻雜劑，采用最優(yōu)放大化涂敷工藝制備了不同摻雜離子的PPy-Cl/CNT電極和PPy-DBS/

3、CNT電極以及碳納米管（CNT）電極，重點考察了由上述三種電極構(gòu)成的七種配置方式對 CDI組件電勢分布、飽和吸附特性和循環(huán)脫鹽穩(wěn)定性的影響規(guī)律，并從電極零電荷電勢角度進行了原因分析。結(jié)果表明，當(dāng) PPy-Cl/CNT電極為正極及PPy-DBS/CNT電極為負極時，正負電極的零電荷電勢均位于各自的電極工作區(qū)以外，兩電極間的電勢推動力損失為0 Vvs.SCE，對應(yīng)的CDI組件（Cell Cl-DBS）的比吸附量達到最大值92.75mg/g且

4、脫鹽穩(wěn)定性較好。
　　本文還在最佳電極配置方式的基礎(chǔ)上，考察了溶液環(huán)境酸性條件、堿性條件和溫度條件對電極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電化學(xué)和脫鹽穩(wěn)定性的影響規(guī)律，并在最適宜的溶液環(huán)境條件下，測試評價了電極的長周期循環(huán)脫鹽穩(wěn)定性。結(jié)果表明，電極的環(huán)境適用范圍為溶液pH=6~8，溶液溫度為5~25℃，在此條件下，正負電極的比電容和比吸附量可分別高于165F/g和73mg/g，且100次循環(huán)伏安掃描后歸一化電容的衰減率和20次脫鹽循環(huán)后歸一化吸附量的