基于极端顶点法碳电极组分优化及电吸附除盐性能研究.pdf

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1、基于极端顶点法碳电极组分优化及电吸附除盐性能研究甄树瑜2015年6月中图分类号：O646.21UDC分类号：544.6基于极端顶点法碳电极组分优化及电吸附除盐性能研究作者姓名甄树瑜学院名称化工与环境学院指导教师严乙铭教授答辩委员会主席孙克宁教授申请学位工程硕士学科专业化学工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月TheoptimizationofcarbonelectrodecomponentbasedonextremevertexmethodforhighperformancecapacitivedeionizationCandidateName：ShuyuZhenDepartm

2、ent:ChemicalEngineering&EnvironmentFacultyMentor:Prof.Yi-MingYanChair,ThesisCommittee：Prof.KeningSunDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ChemistryEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其

3、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着人类生活水平的调高，工业和农业的迅猛发展，全球对水的需求越来越大，同时污水量急剧增多，加剧了水资源紧张的局面，这驱动着水处理技术的向节能高效率方向发展。由于全球水资源分布不均以及部分地区对水资源的严重破坏，水处理技术水平的高低成为制约和解决全球水资源危机的关键因素。电吸附除盐技术是通过在电容器两个极板施加一个相对低的电压（大概1V-1.5V）来促使带电粒

4、子从水中迁移到极板。在低电压下，无电解反应发生，当电容器容量耗尽，通过短接电极可以获得再生。与其他水处理方法相比，电吸附除盐技术的整个过程耗能少，对水质要求低，不消耗化学试剂，设备相对简单，维护方便。本文依据电吸附除盐技术的基本原理，运用极端顶点法研究了不同混料配比对电容器除盐性能的影响，并获得了特定电解质中最佳的电极混料配比。通过对比试验研究了同一电解质下不同组分在极板混料中的影响。极端顶点法解决了科研和工业生产中经常遇到的混料配方问题，极端顶点法是一种高效地解决电容器极板混料配比问题的方法。它用较少的对比试验获得理想的试验结果，避免了无实际意义的试验点，提高了混料试验的工作效率。基于极端顶

5、点法，研究了酸性电解质，碱性电解质和中性电解质环境下，电容器极板混料配比的优化问题，并利用极端顶点法获得了具体电解质环境下的最佳混料配比。运用极端顶点法可以很好地确定造孔剂、粘结剂和导电剂的使用量，使混料中各组分的功能得到很好地均衡。解决了由于外界因素改变而不能及时更改混料配比的问题；利用极端顶点法研究了含有不同价态金属离子的水溶液作电解质的电容器极板混料配比问题，并获得了具体环境下的最佳配比。通过模拟不同金属离子的水溶液电解质的电容器混料极板混料配比试验，验证极端顶点法在实际应用中针对不同水质的可行性，最终都成功的解决了不同水质的电容器除盐极板混料配比优化问题，证明了极端顶点法有强大的实用性

6、和普遍适用性。选取某待测未知水样作电解质，运用极端顶点法获得了该水质下最佳的除盐电容器极板混料配比，分析了最佳配比合理性的原因，进一步证实了运用该方法可以解决电吸附除盐技术中，电容器极板混料配比确定的难题。关键字:电容器除盐;极端顶点法;交流阻抗;循环伏安曲线I北京理工大学硕士学位论文AbstractTheimprovementofhumanlivingstandardsandrapiddevelopmentofagricultureandindustrieshavebeenraisedasubstantiallyglobaldemandforfreshwater.Ontheotherhand

7、,thedistributionofwaterresourcesintheworldisunbalance,inadditiontotheseriousdamagetowaterresourcesinsomeareas.Therefore,itrequiresacheapandeffectivewatertreatmenttechnologytoresolvethewaterresourcescr