基于竹炭基活性炭电极的电吸附去离子性能的研究

在高温和空气隔绝的条件下利用竹节炭化制备高比表面积活性炭,以竹炭基活性炭作电极的吸附材料,考察了活性炭电极在通电的情况下对溶液中金属离子的电吸附去除性能,详细研究了电压、两电极片间距和溶液的pH值对电容去离子效果的影响。结果表明,当电压为1.55V、电极片间距为2.0cm、pH值为5.16时,电极的去离子性能达到最佳状态,对不同类型金属离子的去除效果次序分别为:Cu2+>Cr3+;Cu2+>Pb2+>Cr3+>Cd2+>Ca2+>Mg2+;Na+>K+。

稻壳基活性炭电极材料制备及其电化学性能研究

以稻壳为原料,氢氧化钠为活化剂,制备活性炭。进一步将该活性炭作为电极材料,以氢氧化钾溶液为电解液,组装超级电容器。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、扫描电镜(SEM)等手段,分析了不同活化温度对活性炭的比表面积及孔结构的影响,并利用恒流充放电、循环伏安等方法研究了电容器的电化学性能。结果表明:800℃活化下活性炭的比表面积最佳,为2760 m^2/g,孔结构发达。此条件下,在6 mol/L的KOH电解液中,活性炭电容器比电容达267.2 F/g,等效内阻仅2.2Ω,倍率性能好。经过5000次循环后,其电容保持率仍有83.7%,表明该稻壳基活性炭电极具有优异的充放电可逆性和循环稳定性。

有机双电层电容器用活性炭电极的修饰

利用石墨、炭黑、碳纳米管三种导电碳材料,对高比表面积活性炭进行掺杂修饰,制备有机电解液双电层电容器用薄膜电极。经电化学测试发现,在 1 mol/L 的 LiPF6/EC-DEC(体积比 1∶1)溶液中,经不同导电材料修饰后的活性炭电极,其单电极比容量和大电流充放电性能均有较大改善。其中,掺杂 10%(质量分数)碳纳米管的活性炭电极,在 330 mA/g 电流密度下的单电极比容量可达 81 F/g,比未掺杂活性炭电极 60 F/g 的比容量提高了 35%;电流密度从 60 mA/g 增至 330 mA/g,该电极的容量保持率为 79.4%。

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构(比表面积、孔径分布、孔容)和性能(比电容、充放电特性)的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77m2·g-1增至2215.40m2·g-1,其中微孔比表面积增幅22%,中孔比表面积增幅35%,孔容积也有20%～30%的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424F·g-1,增幅10%.

活性炭电极电吸附甲基橙废水研究

自制一种新型粘结剂(NB),并用此粘结剂与活性炭粉末(AC)混合制备活性炭电极(ACE)。利用数码相机、扫描电子显微镜(SEM)及傅立叶红外光谱仪(FTIR)对电极表面形貌、亲水性及电极表面的官能团进行分析,并用此电极进行电吸附甲基橙(MO)的操作条件及动力学研究。结果表明,电极亲水性好,并含有大量含氧官能团;在MO初始质量浓度为40 mg/L、电解质(Na2SO4)质量浓度5.0 mg/L、pH为6.5、温度为25℃时,600 mV电压下,MO的去除率达到88.35%,较开路时提高了17.18%;动力学分析表明,在AC电极上电吸附MO溶液符合Lagergren 1级吸附动力学模型。

过渡金属负载对活性炭电极比电容的影响

选用不同孔结构的活性炭采用浸渍法负载金属离子 ,考察活性炭在负载前后的比电容变化情况。研究表明 ,金属Mn、Co、Ni具有比较明显的准电容效应 ,其中负载金属Mn的中孔活性炭和微孔活性炭的比电容分别增加6 3.17%和 19.6 9% ,而金属Mo、Fe和Y的准电容效应不显著。中孔活性炭负载金属Mn时 ,比电容随负载量的增加而上升 ;微孔活性炭负载 5 %时比电容最大为 340 .16F/ g。

Sb掺杂SnO_2修饰双电层电容活性炭电极的研究

应用sol-gel浸渍与热处理工艺相结合,在活性炭表面包覆Sb掺杂的SnO2薄膜对电极进行修饰,构成AC-SnO2/KOH/AC-SnO2双电层电容器,测试结果表明,400 mA/g电流密度条件下,修饰后的双电层电容器在0.001～1.5 V相对较高电压区间的放电容量,比AC/KOH/AC双电层电容器在0.001～1.0 V电压区间高36%,但AC-SnO2的单电极比电容仅为AC单电极比电容的91.9%;当电流密度大于400 mA/g,两种电极的大电流性能相当。

氧化镍/活性炭电极的超电容性能

在制作双电层电容器基础上,采用电化学沉积法,在活性炭电极表面负载氧化镍.XRD测定表明,镍氧化物以NiO形态负载于活性炭电极上.电化学性能研究表明,氧化镍/活性炭复合电极循环伏安曲线呈矩形特征,具有良好的电容特性;其交流阻抗谱由圆弧和直线组成,电化学过程受扩散和氧化镍的赝电容行为控制;其恒电流充电曲线呈直线,电容特性显著,大电流性能良好,比容量达104.7 F/g,是活性炭电极比容量的1.35倍.

粉末活性炭电极电吸附处理含铜废水的研究

废水中Cu2+的污染已经给周边人们的生活和生态环境带来了极大的安全隐患,而电吸附法作为一种新型的水处理技术可以解决这一问题。该文研究了一种自制的粉末活性炭电极对含铜废水进行处理,同时考察了电压、p H、初始浓度等因素对于吸附Cu2+效果的影响。试验结果表明最佳运行参数为电压1.2 V,p H 5.0,初始溶液浓度为50 mg/L,其去除率在6 h吸附后可以接近100%,充分显示了电吸附法在重金属废水方面有着较好的应用前景。

二氧化锰含量对活性炭电极电化学性能的影响

本文采用液相法、热分解MnCO_3法以及电解沉积法制备不同二氧化锰粉末,并将其与活性炭复合,应用于水系超级电容器.使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术对材料形貌进行表征.使用循环伏安法以及恒流充放电法对其电化学性能进行测试.实验数据表明,α-MnO_2(质量分数70%)掺杂活性炭电极的最大比容量为151F·g^(-1),β-MnO_2(质量分数60%)掺杂活性炭电极的最大比容量为172F·g^(-1),γ-MnO_2(质量分数50%)掺杂活性炭电极的最大比容量为141F·g^(-1),但二氧化锰粉末对电极内阻的影响呈无规律性.

活性炭电极电吸附法水处理脱盐的实验设计

介绍了一种基于静电吸附原理利用活性炭对氯化钠水溶液进行脱盐处理的综合性实验设计,包括吸附材料活性炭电极的制备、水处理实验平台的搭建以及电极脱盐性能的测试和实验数据的分析及处理等内容。该实验有利于深化学生对专业知识的透彻理解、锻炼学生的实践动手能力以及培养学生的创新意识。在实际教学过程中,该实验有效地激发了学生的学习兴趣,提高了学生独立进行科学研究的素质和能力。

不同配比对HNO_3/TiO_2改性活性炭电极电吸附性能的影响

以HNO_3/TiO_2改性后的活性炭为电极材料,通过单因素和正交实验得到电极制备的最佳配料比,采用分层蒸涂法制备HNO_3/TiO_2改性活性炭涂层电极,利用循环伏安法表征分析活性炭电极的电化学性能,并通过去离子实验评价电极的电吸附性能。结果表明,在HNO_3/TiO_2改性活性炭、石墨烯微片、聚偏氟乙烯三者质量比为1∶0.09∶0.08的条件下,所制备的活性炭涂层电极的比电容值最高为143.17 F/g,其除盐效率达到54.17%,电极电吸附性能良好。

K2CO3活化废弃纤维板制备含氮活性炭双电层电极( 英文)

以废弃中密度纤维板为原料，通过K2CO3活化制备活性炭双电层电容器电极。探讨炭化温度（500oC）、碱炭比（K2CO3与炭化物的不同质量比，即2．5、3、3．5和4）、活化温度（800℃）和活化时间（1h）对电极电化学性能的影响，并对活性炭进行表面化学结构、孔隙性质和电化学性能进行表征。结果表明，经炭化和活化作用，所得活性炭均含有氮元素，含氮质量分数为0．93％-2．86％。在不同质量活化剂K2C03的作用下，所得活性炭BET比表面积分别为569～1027m2／g，不同比表面积活性炭作电极经测试得到不同质量比电容，所得比电容为147—223F／g。另外，当碱炭比为3．5时，所得活性炭电极的质量比电容和电化学性能最佳，归因于此条件下所制活性炭具有高比表面积和大的孔隙，并含有含氮官能团。

复合活性炭三维粒子电极处理造纸废水

采用活性炭为载体,加入Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)等多金属化合物和SiO_(2),制备出新型复合活性炭粒子电极。该电极与石墨组成三维电极处理系统,对造纸废水进行电催化氧化处理。结果显示,当pH值为3.5,电解电压48 V、反应时间60 min,对某厂化学需氧量(COD)高达15188 mg/L的造纸废水有80%的降解率。对于废水可生化性有很好的提升。该电极具有良好的稳定性。连续使用5次,降解率仍然保持在79%。本文考察了多金属化合物和SiO_(2)对粒子电极的影响。结果表明多金属化合物具有催化作用,SiO_(2)为稳定剂。同时本文采用三维荧光分析技术代替传统方法(高效液相、比色法)检测COD,光谱强度与COD浓度有良好的线性关系。该方法具有简便、快速和无需引入其它化学试剂等优点。

K_2CO_3活化废弃纤维板制备富N活性炭双电层电极

为了高效利用废弃木质材料,将含有脲醛树脂的废弃中密度纤维板,经过500℃炭化得到炭化物,再以K2CO3为活化剂,m(K2CO3)∶m(炭化物)=3∶1,活化时间1 h及不同活化温度(700、750、800、850和900℃)条件下制得富N活性炭。通过X射线光电子能谱和元素分析对其结构进行表征,通过氮气吸附分析其比表面积和空隙结构。另外,制备双电层电容器,测试富N活性炭电极的恒流充放电曲线、倍率特性、伏安特性和阻抗特性表征其电化学性能。结果表明:活化温度800和850℃下制备的富N活性炭表面具有含N官能团,具有较大比表面积和总孔容积,最高达到1 037 m2/g和0.528 cm3/g,具有良好的吸附性能,表现出良好的电化学性能,质量比电容可达到219和193 F/g,适于作为双电层电极材料。

壳聚糖改性活性炭电极电吸附4-氯酚的研究

将粉末活性炭和自制黏结剂均匀混合,制备了活性炭电极(ACE)。为了提高ACE的电吸附性能,利用壳聚糖对ACE进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、循环伏安(CV)对壳聚糖改性ACE进行表征,并用于电吸附去除水中4-氯酚(4-CP)的研究。结果表明:壳聚糖改性能明显提高ACE电吸附4-CP能力,随着极化电压的升高4-CP的去除率升高,该吸附过程为吸热过程。

炭化对活性炭电极电容去离子性能影响的研究

利用自制粘结剂与活性炭(AC)粉末混合制备活性炭电极(ACE),为了提高电极的电容去离子性能,将ACE进行炭化处理.利用数码相机、接触角测定仪、循环伏安、交流阻抗研究炭化温度对ACE的表面形貌、亲水性、电容和扩散内阻的影响,并对电极在NaCl溶液中电容去离子除盐性能进行考察.实验结果表明:当炭化温度为850℃时,电极的强度和韧性适中,亲水性好,双电层形成速率快,比电容大,扩散阻力小,电容去离子过程中除盐性能高.

CTAC改性活性炭制备CDI电极性能

采用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性粉末活性炭(PAC),来提高活性炭电极的电化学性能和电极对砷离子的吸附能力.以质量浓度为1 mmol·L-1的CTAC改性粉末活性炭(PAC)12 h,并以此活性炭制备电极,电极的比电容为67 F·g-1,相比未改性PAC电极提升45%,电极扩散电阻稍有增加.通过优化电极制备成分配比,以CB∶PVDF∶CTAC-PAC=15∶5∶80比例制备的CTAC-PAC电极的比电容为112 F·g-1,相比未改性PAC电极提升143%,扩散电阻稍有增加.在100μg·L-1砷溶液吸附实验中,优化制备条件后的CTAC-PAC电极,对砷离子吸附量相比未改性PAC电极提升32%,出水砷浓度为8μg·L-1.

四羟基蒽醌修饰活性炭碳糊电极流动注射安培法测定铬(Ⅵ)

报道了将四羟基蒽醌吸附在稻壳基活性炭上 ,用直接混合法制备成化学修饰电极及其在测定Cr 中的应用。研究表明 ,Cr 的电还原产物Cr 可被该电极吸附 ,产生较灵敏的后行吸附。通过实验考察 ,确定了流动注射安培法测定Cr 的最佳操作条件。支持电解质为 0 .0 6mol/L的H2 SO4,在 - 0 .6V电位下作计时电流法测定 ,该电极对Cr 在 5 .0× 10 -6～ 1.0× 10 -3 mol/L范围内有良好的线性响应 ;检出限为 4 .3×10 -7mol/L ;Mg2 + 、Mn2 + 、Al3 + 和Fe3 + 等 10余种共存离子基本不干扰。每次进样后用底液洗脱 5 0s ,可不必更新电极表面。

活性炭纤维电极法处理含酚废水的研究

以活性炭纤维作为阳极,不锈钢板为阴极,采用电化学氧化法对模拟的含酚废水进行了处理。结果表明,该方法可以有效分解除去水中的苯酚,苯酚和COD的去除率均能达到95%以上,其最佳的操作条件为:pH值为3、进水苯酚浓度为500mg/L、电流密度为26mA/cm2、Na2SO4浓度为15g/L。同时,通过对比不同电极材料的降解效果,证明了具高比表面积的活性炭纤维作为电极材料,能充分将其导电、吸附、催化及稳定性能有效地结合起来,实现高效净化,具有良好的应用前景。