• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
化学气相沉积法制备高氮掺杂碳纳米笼的电容去离子性能研究
  • 8
  • 作者

    薛玉红伊尔夏提·地力夏提古丽格娜·皮达买买提白翔伏桂仪魏贤勇何晓燕赵红光王艳丽

  • 单位

    伊犁师范大学化学化工学院重质碳资源化学与化工重点实验室新疆庆华能源集团有限公司新疆煤制天然气及副产物综合利用工程技术研究中心

  • 摘要
    电容去离子(CDI)是一种基于电场力驱动的快速去除水中带电离子的新型脱盐技术,在盐水预富集和降低“零排”能耗方面极具潜力。但是,目前CDI技术受限于多孔碳电极低电吸附活性以及不可控的孔结构分布导致低的脱盐容量和电荷效率,限制其进一步应用。为此,以吡啶在为碳源、碱式碳酸镁为模板剂通过化学气相沉法,构建了高活性表面、结构可控的N掺杂碳纳米笼状结构(N-CNC),探究其脱盐性能。通过载气与吡啶进入量的精准控制,制备出N-CNC是由3-5层石墨化碳层层堆叠而成空心长方体形貌且外壁平均壁厚在1~2 nm,其中N含量高达4.2%。组装N-CNC//N-CNC对称模块,采用单通道脱盐模式脱盐测试,结果表明:盐吸附量和电荷效率分别为21.8 mg/g和82%。进一步处理煤化工高盐水测试中展现出优异的阴离子去除性能,其中Cl-/SO42-的选择性比高达5.1。本研究提供了一种简便可控的N掺杂碳纳米笼状结构制备方法,为CDI浓缩工业卤水预富集应用提供一定的理论和技术支撑。
  • 关键词

    电容脱盐化学气相沉积法碳纳米笼煤化工废水

  • 文章目录
    0 引 言
    1试验
    1.1 原料与试剂
    1.2 材料制备
    1.3 材料表征
    1.4 电极的制备与器件组装
    1.5 性能测试
    2 结果与讨论
    2.1 结构表征
    2.1.1 微观形貌
    2.1.2 物理化学结构特征
    2.2 电化学性能
    2.2.1 N-CNC电极电化学性能测试
    2.2.2 N-CNC在常规NaCl溶液中脱盐性能测试
    2.2.3 N-CNC在煤气化废水中脱盐性能测试
    3 结 论
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