2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、伴隨著工業(yè)化進(jìn)程加快和人口增長(zhǎng),水資源日益緊缺,環(huán)境污染和氣候變暖使淡水資源更為緊缺。海水儲(chǔ)量大,分布廣,各國(guó)將目光投向?qū)⒑KY源通過(guò)脫鹽技術(shù)轉(zhuǎn)化為可利用的淡水資源。電容去離子(Capacitive deionization,CDI),又稱(chēng)為電吸附,利用雙電層原理,通過(guò)電性離子在靜電場(chǎng)作用下被強(qiáng)制吸附在電極表面達(dá)到凈水的目的。CDI的脫鹽效率與其電極材料的特性(如比表面積、電導(dǎo)率)緊密相關(guān)。碳基納米材料具有化學(xué)惰性高、比表面積大、孔徑分

2、布和電導(dǎo)率可控等特點(diǎn)被認(rèn)為是CDI的最佳電極材料。有基于此,本文主要探究了一些功能化碳基納米材料(氧化活性炭和TiO2@碳納米管復(fù)合物)和新型碳基納米材料(碳化ZIF-8)的制備方法及其CDI性能,研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
  1、通過(guò)氧化法處理活性炭(Activated Carbon,AC),得到含有親水基團(tuán)豐富的活性炭(FunctionalActivatedCarbon,F(xiàn)AC)。與AC相比,F(xiàn)AC的部分微孔坍塌,孔徑大小發(fā)生了位

3、移,比表面積下降,孔體積增加。電化學(xué)分析表明當(dāng)掃描速率為1 mV·s-1時(shí),F(xiàn)AC的比電容量為232F·g-1,比AC的比電容量(219 F·g-1)增加了6%。由CDI實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,F(xiàn)AC電極的最大吸附量為3.54 mg·g-1,吸附行為滿(mǎn)足Langmuir吸附等濕方程,動(dòng)力學(xué)吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一階動(dòng)力學(xué)吸附方程。經(jīng)過(guò)3個(gè)吸附-脫附循環(huán)后電極的吸附量沒(méi)有明顯的下降,證明FAC電極再生性能良好。
  2、采用溶膠-凝膠法制備鈦酸四丁酯

4、:碳納米管(Carbon Nanotubes,CNTs)質(zhì)量比為1、2.5、5的TiO2@CNTs復(fù)合物(分別標(biāo)記為T(mén)iO2@CNTs-1、CNTs-2、CNTs-3)。結(jié)果表明,TiO2顆??梢暂^好的附著在CNTs上,顆粒直徑約為15rm左右,呈現(xiàn)出銳鈦礦晶型。電化學(xué)分析表明當(dāng)掃描速率為1 mV·s-1時(shí),TiO2@CNTs-1的比電容量為111.26 F·g-1,是純CNTs的(35.15 F·g-1)3倍。此外,隨著負(fù)載量的增加,

5、復(fù)合物的壓降、接觸電阻和擴(kuò)散電阻增加,不利于電吸附的發(fā)生。以TiO2@CNTs-1作為吸附電極進(jìn)行CDI實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),TiO2@CNTs-1電極的最大吸附量為4.08mg·g-1,吸附行為滿(mǎn)足Langmuir吸附等溫方程,動(dòng)力學(xué)吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一階動(dòng)力學(xué)吸附方程,TiO2@CNTs-1再生性能較好。
  3、通過(guò)高溫碳化沸石咪唑骨架結(jié)構(gòu)材料(Zeolitic imidazolate framework-8,ZIF-8)得到多面體介孔炭(

6、Porous carbon polyhedra,PCP)。表征結(jié)果顯示,PCP是一種富含微介孔的無(wú)定形炭材料,比表面積為1122.19 m2·g-1,孔體積是0.697 cm3·g-1。電化學(xué)分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)掃描速率為1 mV·s-1時(shí),PCP的比電容量為166.34 F·g-1。CDI實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PCP的最大電吸附量為2.41 mg·g-1,吸附行為滿(mǎn)足Langmuir吸附等溫方程,動(dòng)力學(xué)吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一階動(dòng)力學(xué)吸附方程,電極再生性能較

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