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电吸附除盐技术是一项有着巨大潜力的新兴技术,尤其是其低能耗、无二次污染的特点更是适应了当前时代的要求。碳气凝胶是一种新型的多孔碳材料,具有高比表面积、高电导率、机械性能好等优点,是一种理想的电吸附电极材料。电极电吸附除盐的研究已经进行多年,但是由于碳气凝胶其独特的微孔结构,使得其电吸附除盐的机理不同于以往任何电极材料。本文从理论上系统阐述了碳气凝胶电极电吸附除盐机理,从工程应用的角度出发研究了碳气凝胶电极电吸附除盐工艺的运行、设计参数,并提出采用电解水催化加氢还原法作为其后继工艺以弥补其在去除硝酸盐时的不足之处,取得了以下一些有价值的研究成果:
碳气凝胶电极电吸附除盐工艺具有非常好的除盐效果,而且移开外加电压后,电极将解吸从而得到再生。通过一系列试验,确定了碳气凝胶电极电吸附除盐工艺的运行和设计参数。
将双电层模型与碳气凝胶独特的孔隙结构相结合,从微观的角度深入系统地研究了碳气凝胶电极电吸附除盐工艺的原理,尤其是溶液浓度和碳气凝胶电极孔径二者共同作用对电吸附的影响及其规律。
水中离子特性吸附对电吸附处理效果和电极再生均有影响。水中离子特性吸附越强,则电吸附去除量越弱,再生也越困难。用碳气凝胶电极电吸附去除NO3-效果并不理想,而且NO3-将依靠特性吸附而附着在电极上,使得电极再生困难。
提出采用电解水催化加氢还原法作为碳气凝胶电极电吸附除盐工艺的后继工艺并对其机理和影响因素进行了研究。指出,采用这套工艺可以在不增加设备的情况下,弥补碳气凝胶电极电吸附除盐在去除硝酸盐时的不足之处,并通过一系列实验确定了运行和设计参数。