來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2017-12-26
用活性炭進(jìn)行水脫鹽，炭納米技術(shù)在水處理應(yīng)用中的潛在影響領(lǐng)域分為三類：處理和修復(fù)，傳感和檢測，以及污染預(yù)防和海水淡化技術(shù)的改進(jìn)是一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域。基于活性炭納米技術(shù)的水凈化裝置具有改變脫鹽領(lǐng)域的潛力，例如通過使用離子濃度極化現(xiàn)象。
另一個(gè)相對(duì)較新的技術(shù)是微咸水凈化方法是電容去離技術(shù)。電容去離子技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是沒有二次污染，具有成本效益和能源效率。電容去離子技術(shù)以及電吸附的基本概念是通過施加直接電場迫使帶電離子朝向相反極化的電極：微咸水流在成對(duì)的高表面積碳電極之間流動(dòng)，高電極表面積的活性炭電極之間保持電位差約1-2伏。離子和其他帶電粒子如微生物被吸引并保持在相反電荷的電極上。負(fù)極吸引鈣，鎂，鈉等帶正電的離子(陽離子)，帶正電的電極吸引氯，硝酸鹽，二氧化硅等負(fù)離子(陰離子)。
電容去離子技術(shù)是高能效的，因?yàn)樗哪繕?biāo)是只去除鹽離子，這是一小部分進(jìn)料溶液，相比之下，大多數(shù)其他技術(shù)，旨在分離水，占了90%的解決方案。
合適的活性炭材料是電容去離子技術(shù)裝置中最重要的組分，因?yàn)樗鼈儽挥米髟陔娢竭^程中起重要作用的電極。一個(gè)研究小組，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種使用活性炭納米片的電容去離子技術(shù)應(yīng)用程序電容去離子電極。他們發(fā)現(xiàn)石墨烯電極比常規(guī)使用的活性炭材料具有更好的電容去離子性能。
電容去離子技術(shù)采用活性炭和石墨烯納米片(GNFs)電極的機(jī)理。在研究人員進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，他們將石墨烯納米片基電極與傳統(tǒng)活性炭電極進(jìn)行了比較。他們指出，“盡管具有較大的表面積(989.54米2 /克)比石墨烯納米薄片(222.01米2 / g)中，活性炭具有僅13.73微摩爾/克，這比石墨烯納米薄片的低得多的electrosorptive容量(其電吸附容量為23.18μmol/ g)“。
他們認(rèn)為這是因?yàn)榧{米薄片具有更容易接近離子的層間結(jié)構(gòu)，而活性炭具有大部分不可接近的小微孔。因此，石墨烯納米片的有效表面積比活性炭高。
活性炭和石墨烯納米薄片的TEM和SEM圖像被用來證實(shí)他們的假設(shè)。據(jù)研究人員介紹，“石墨烯納米片的透射電鏡圖像表明石墨烯納米片聚集在一起，呈現(xiàn)半透明的花狀?yuàn)A層結(jié)構(gòu)，同時(shí)也表明石墨烯納米片是微小的均勻片狀，有利于離子進(jìn)入并吸附在片的表面。
“相反，TEM圖像上的活性炭結(jié)構(gòu)表明，它呈現(xiàn)出蜂巢式的孔隙結(jié)構(gòu)，因此離子不能進(jìn)入內(nèi)部孔隙，因此難以達(dá)到高的電吸附能力。他們指出，石墨烯納米片高導(dǎo)電性的另一個(gè)可能原因是石墨烯納米片中導(dǎo)電石墨化塊的存在，這是石墨前體制備不完全石墨烯所致。盡管考慮到有效的比表面積和電導(dǎo)率，研究小組認(rèn)為具有高比表面積的石墨烯納米片具有作為電容去離子技術(shù)優(yōu)良候選電極材料的潛力但是使用活性炭是最好的選擇。
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