21530.電容法脫鹽用電極成型條件優(yōu)化與性能研究

1、電容法脫鹽用電極成型條件優(yōu)化與性能研電容法脫鹽用電極成型條件優(yōu)化與性能研究Optimizationperfmanceevaluationonthemouldedelectrodesfcapacitivedeionization學(xué)科專業(yè)：膜科學(xué)與技術(shù)研究生：陳新金指導(dǎo)教師：王越副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一二年六月摘要電容法脫鹽技術(shù)（CDI）是利用流通電容器結(jié)構(gòu)，通過電容充電放電原理實現(xiàn)海水或苦咸水淡化的新型脫鹽技術(shù)。電極作為CDI的核心部

2、件，其性能的優(yōu)劣直接決定脫鹽效果的好壞，因此，對電極成型進(jìn)行研究是非常有必要的。本文采用壓片法，以聚偏氟乙烯（PVDF）為粘結(jié)劑，石墨為導(dǎo)電劑制作電極片，考察了活性材料分別為活性炭粉末和碳納米管時，粘結(jié)劑含量、成型壓力以及電極厚度對電極的電導(dǎo)率、比電容、交流阻抗及脫鹽性能的影響。結(jié)果表明，以活性炭粉末為電極活性材料時，隨著PVDF含量由8%升高18%，電導(dǎo)率逐漸降低，比電容和比吸附量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；隨著壓力由5MPa增大到25

3、MPa，電導(dǎo)率逐漸升高，比電容和比吸附量均是先增大后減??；隨著厚度由0.08mm增加0.16mm，電極的電導(dǎo)率逐漸降低，比電容和比吸附量呈現(xiàn)下降的趨勢，但是不體現(xiàn)出連續(xù)的變化規(guī)律，僅在厚度超過0.14mm時性能出現(xiàn)明顯衰減。活性炭粉末電極的最佳制作條件為：PVDF含量為15%，成型壓力為15MPa，厚度不大于0.14mm，此時比電容為51.68Fg，比吸附量為11.04mgg。當(dāng)活性材料為碳納米管時，各性能的變化規(guī)律與活性炭電極的變化規(guī)

4、律相同，但是最佳制作條件不同，其最佳制作條件為：PVDF含量為10%，成型壓力為10MPa，厚度不大于0.14mm，此時比電容為80.44Fg，比吸附量為14.14mgg。論文還對涂覆成型法進(jìn)行了探索研究。設(shè)計加工了用于涂覆法制作電極的專用模具，考察了干燥溫度和濕層厚度對電極成型的影響，并在較好成型的條件下，考察了粘結(jié)劑含量對電極性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著濕層厚度由0.2mm增加到0.5mm，電極逐漸出現(xiàn)干裂現(xiàn)象，厚度越大，干裂現(xiàn)象