聚吡咯/石墨复合电极优化电容法脱盐性能的研究

聚吡咯纳米纤维/石墨复合电极在电容法脱盐领域的研究已经成为一个前沿课题，由张玉洁和王越两位作者在化学工程国家重点实验室和天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室的背景下进行。聚吡咯纳米纤维以其优异的导电性、较高的比电容量和比表面积，赋予电极在电容法脱盐过程中显著的优势。本文主要针对电化学法制备的PPy/G复合电极作为研究对象，深入探讨了工作电压、原料液浓度以及电极极间距离等关键参数对电极脱盐效率的影响。 首先，研究发现工作电压对吸附量的影响显著。在0.8 V至1.6 V的电压范围内，随着电压的提升，PPy/G复合电极的吸附量逐渐增加，但增长趋势逐渐减缓。当电压达到1.4 V和1.6 V时，吸附量达到峰值，约为228.6 mg·m^(-2)，显示出电压对脱盐过程的直接影响。 其次，原料液浓度也是影响因素之一。当NaCl溶液浓度从100 ppm增加到1000 ppm时，吸附量随之上升，1000 ppm时的吸附量最高，达到548.6 mg·m^(-2)，这表明高浓度溶液有利于离子吸附。 电极极间距离的变化对吸附性能也有明显影响。随着极间距离的增大，吸附量减少，当极间距离为28 mm时，吸附效果最佳，较35 mm和48 mm的间距分别高出1.17倍和1.75倍，说明适当的电极间距有助于提高脱盐效率。 循环脱盐实验部分显示，PPy/G复合电极在循环过程中具有良好的吸附和脱附能力，但在整个脱盐过程中，曲线呈现上升趋势，这意味着电极的稳定性和再生性能还有待优化。电容法脱盐技术凭借其诸多优点，如低能耗、无化学药品消耗、环境友好和高效产水回收，对于海水淡化、饮用水净化、工业用水软化等领域具有广阔的应用前景。 总结来说，这项研究不仅提供了关于聚吡咯纳米纤维/石墨复合电极在电容法脱盐中的具体操作条件优化策略，也为改进电容法脱盐技术的性能和实际应用提供了有价值的数据支持。未来的研究可能集中在电极材料的改性、循环稳定性提升以及大规模商业化应用的可行性上。