[发明专利]电吸附除盐装置

说明书

本发明涉及一种电吸附除盐装置，包括：一隔膜和两个碳纳米管复合电极，该两个碳纳米管复合电极分别位于该隔膜的两侧，用于分别连接外加电源的正极和负极，每个碳纳米管复合电极均与所述隔膜间隔设置，其中，每个碳纳米管复合电极包括至少一碳纳米管膜结构和一复合碳层，所述碳纳米管膜结构包括至少两层重叠且交叉设置的碳纳米管薄膜，所述碳纳米管薄膜包括多个碳纳米管通过范德华力相互连接形成，所述多个碳纳米管沿同一方向延伸且在该该延伸方向上相邻的碳纳米管首尾相连，所述复合碳层包括活性炭和碳黑，所述复合碳层设置于所述碳纳米管膜结构的至少一表面。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种电吸附除盐装置。

背景技术

随着全球对生命和生产用水日益增长的需求，高效的水处理技术也受到越来越多的关注。废水回收和海水淡化等相关领域的快速发展也为解除水危机带来了广阔前景。尽管大多数发达城镇都已建立完整的集中式水处理设施，但许多偏远和欠发达地区的水问题仍是难题。此外，集中式水处理工艺也不适用于缺乏稳定排水和连续废水处理需求的区域。因此，开发高效的分散水处理技术具有重要意义。

膜分离技术由于渗透质量可靠、占地面积小等优点在实际应用中取得了巨大的发展。然而，普遍存在的膜结垢问题和高能耗问题降低了其在应用中的可持续性。其中，电过滤方法被认为是缓解膜污染的有效方法和可持续方法。至于能耗问题，电容式去离子化作为一种新兴的海水淡化技术，被证明在低盐度水的淡化中比反渗透更有效。为了开发更有效的水处理技术，若结合超滤和电容式去离子化的技术优势制备电吸附除盐系统可从总体上提高水处理效率，然而，广泛用于电吸附的电极主要是由活性炭制成，电极性能差，严重影响了电吸附除盐系统的发展。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种电极性能优异的电吸附除盐装置。

一种电吸附除盐装置，包括：一隔膜和两个碳纳米管复合电极，该两个碳纳米管复合电极分别位于该隔膜的两侧，用于分别连接外加电源的正极和负极，每个碳纳米管复合电极均与所述隔膜间隔设置，其中，每个碳纳米管复合电极包括至少一碳纳米管膜结构和一复合碳层，所述碳纳米管膜结构包括至少两层重叠且交叉设置的碳纳米管薄膜，所述碳纳米管薄膜包括多个碳纳米管通过范德华力相互连接形成，所述多个碳纳米管沿同一方向延伸且在该该延伸方向上相邻的碳纳米管首尾相连，所述复合碳层包括活性炭和碳黑，所述复合碳层设置于所述碳纳米管膜结构的至少一表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：所述碳纳米管复合电极中采用碳纳米管膜与复合碳材料复合形成电极，碳纳米管膜排列有序规整可充当导电链，促进所述复合碳材料的整体连接并降低电极的内部电阻；所述碳纳米管膜为柔性、可弯曲材料，从而制备得到的碳纳米管复合电极也是柔性、可弯曲的，因此，所述碳纳米管复合电极可以根据需要改变形状，灵活性好。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电吸附除盐装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的碳纳米管膜结构的扫描电镜图。

图3为本发明实施例提供的碳纳米管膜结构的扫描放大图。

图4为本发明实施例提供的碳纳米管拉膜的扫描电镜图。

图5为本发明提供的碳纳米管复合电极和对比电极的扫描电镜图。

图6为本发明提供的对比电极和所述碳纳米管复合电极在不同的施加电压下流出的盐浓度的变化曲线。

图7为本发明提供的对比电极和所述碳纳米管复合电极在不同电压下的最大盐吸附容量和平均盐吸附速率的变化曲线。

图8为本发明提供的电压为1.2V的碳纳米管复合电极和对比电极在不同时间的脱盐速率的变化曲线。

图9为本发明提供的碳纳米管复合电极和对比电极在不同的施加电压下的充电效率曲线。