电容去离子(CDI)是一种最有可能商业化的海水淡化新技术,但尚存在高盐度溶液中碳电极电吸附效率低的不足。本项目基于赝电容的优点,拟采用表面聚合法制备离子"吸附"性能优良的多孔碳/聚吡咯复合材料,以满足海水淡化应用需求。针对赝电容材料结构因素在其充放电过程中的重要作用,结合化学制备工艺的选择,通过调整碳骨架孔径以及引入表面活性剂、离子增渗剂、纳米高储能金属氧化物等提高复合电极的离子可渗透性和离子存储容量,研究高离子"吸附"电极的制备条件、材料组成、离子渗透能力、孔径分布等因素对其电"吸附"容量和速率的影响规律,对比分析赝电容电极、介孔碳电极对不同荷电离子的"吸附"选择性。并基于赝电容电极、介孔碳电极的电"吸附"特点以及能量回收技术,通过综合优化,提出一种低能耗电容去离子海水淡化新工艺。
英文主题词capacitive deionization;polypyrrole;graphene;energy recovery;Electrosorption selectivity