检索结果-南通市图书馆

检索条件"主题词=法拉第电极材料"

共 3 条记录，以下是1-10 订阅

全选清除本页清除全部题录导出标记到"检索档案"

详细简洁

排序：

用于电容去锂离子的电极材料设计及其性能研究

用于电容去锂离子的电极材料设计及其性能研究

引用

作者：刘晓惠曲阜师范大学

学位级别：硕士

近年来,锂在经济发展中的作用越来越大,对锂的需求不断增加。天然水体(如盐湖卤水和海水)中的总锂含量远高于锂矿中的总锂含量,从水中回收锂比开采矿产资源更容易。因此,解决锂资源短缺的一个重要方法是开发从富锂水溶液中提取锂的经济... 详细信息

近年来,锂在经济发展中的作用越来越大,对锂的需求不断增加。天然水体(如盐湖卤水和海水)中的总锂含量远高于锂矿中的总锂含量,从水中回收锂比开采矿产资源更容易。因此,解决锂资源短缺的一个重要方法是开发从富锂水溶液中提取锂的经济有效的技术。电容去离子(Capacitive Deionization,CDI)是一种基于带电物质的电荷补偿来吸附水中不同离子的新兴技术,因其在中低盐度的盐水方面具有条件温和、能耗低、无二次污染和成本效益高等特点而极具竞争力。本文是基于CDI技术吸附带电离子,达到吸附盐溶液中锂离子的目的,而电极材料是影响CDI性能的重要因素。因此,探索用于电容去锂离子的电极材料和其选择性吸附机制是本研究的重点。主要研究内容如下:(1)通过溶剂极性诱导界面自组装方法制备了具有独特针状结构聚酰亚胺基碳微球(PCMs)。实验过程中引入乙醇影响溶剂极性,调节聚酰亚胺的自组装过程,使线性的聚酰胺酸链在不发生折叠的情况下直接自组装成微球,极大地增加了活性位点。进行结构表征后,发现PCMs中微孔和介孔并存,通过“吸附-插层/填充”的混合机制对锂离子进行提取。作为电极组装的CDI装置在800mg L-1的LiCl溶液中具有34.55 mg g-1的盐吸附容量。因其层间距的限域作用和官能团结合能垒的协同作用使其在模拟察尔汗盐湖卤水中对Li+具有高选择性,为进一步探讨Li+在碳材料中的提取机理和选择性机制提供了新的思路。(2)通过乙二胺诱导原位相变的方法制备了纳米棒组装的FeSe2微球。制备过程中加入乙二胺诱导Fe配位,使FeSe2从正交相(o-FeSe2)部分转变为立方相(c/o-FeSe2)。通过一系列原位/非原位表征证实,乙二胺作为催化剂对动力学势垒进行了调节,使o-FeSe2的晶格拉伸,导致Fe的自旋态以及Li+的运输轨迹发生了实质性的变化,提高了结构稳定性。立方相在调节自旋态和均匀离子扩散方面发挥了重要作用。c/o-FeSe2作为CDI电极,具有良好的结构稳定性和离子选择性,在1000mg L-1的LiCl溶液中具有105.44 mg g-1的盐吸附容量。这一策略为提高材料结构稳定性提供了一种改进的新思路,并扩大了法拉第电极材料在CDI方向的应用范围。

关键词：锂离子提取电容去离子碳材料法拉第电极材料离子选择性

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

普鲁士蓝类似物的结构调控及其在摇椅电容去离子中的应用

普鲁士蓝类似物的结构调控及其在摇椅电容去离子中的应用

引用

作者：屠旭彬华东师范大学

学位级别：硕士

21世纪以来,世界人口不断增长与社会经济不断发展的同时,自然环境的污染情况也愈演愈烈,尤其是水资源污染。同时,地球上的淡水资源储量较低,还有一部分属于难以开采的冰川以及深层地下水。因此,淡水资源短缺问题已经成为了阻碍人类社会... 详细信息

21世纪以来,世界人口不断增长与社会经济不断发展的同时,自然环境的污染情况也愈演愈烈,尤其是水资源污染。同时,地球上的淡水资源储量较低,还有一部分属于难以开采的冰川以及深层地下水。因此,淡水资源短缺问题已经成为了阻碍人类社会生存发展的重要问题。为了改善目前淡水资源匮乏的状况,人们将目光投向了海水淡化技术,但传统的海水淡化技术,诸如多级闪蒸、反渗透、电渗析等,普遍存在着高成本、高能耗以及二次污染等缺点。电容去离子技术(Capacitive deionization,CDI)作为近年来兴起的新型海水淡化技术,凭借其节能高效、绿色环保等独特的优势受到了各国研究人员的广泛关注。作为影响CDI技术脱盐性能的主要因素,电极材料是人们研究的重中之重。然而,传统CDI采用的碳基材料难以实现高脱盐容量及长循环寿命,急需开发高性能的CDI电极材料以满足实际生产应用。2014年以来,离子插层型法拉第电极材料作为钠离子吸附电极被广泛应用于CDI中,凭借其优秀的离子储存容量展现出极为出色的脱盐能力。其中普鲁士蓝作为一种性能良好的离子插层型材料在CDI领域得到了广泛关注。因为法拉第电极材料一般用作负极实现钠离子的嵌入脱出,所以常与碳材料构建杂化电容去离子(Hybrid capacitive deionization,HCDI)系统。但正负两极间容量的差异使得法拉第电极材料的性能难以充分发挥。本文针对基于普鲁士蓝类似物(Prussian blue analogue,PBA)的CDI系统进行研究,通过掺杂金属离子、复合碳和结合摇椅电容去离子(Rocking-chair Capacitive Deionization,RCDI)器件结构提升了其脱盐容量以及循环稳定性。本文的主要研究内容如下:1.针对HCDI器件结构中存在的正负极容量不匹配的缺陷,我们通过简单的共沉淀法合成了二元钴铁普鲁士蓝类似物(Co Fe-PBA),并将其作为电极材料应用于RCDI中。作为法拉第电极材料,Co Fe-PBA在电化学测试中表现出了256F g的高比容量,优于传统碳材料。此外,通过脱盐测试,基于Co Fe-PBA的RCDI系统展现出了优异的脱盐性能(最大脱盐容量117.3 mg g,最大脱盐速率33.6 mg g min)。然而,由于循环过程中钠离子的反复嵌入脱出会引起普鲁士蓝材料的结构坍塌,Co Fe-PBA的循环寿命并不理想,限制了其进一步的实际应用。2.为了有效改善Co Fe-PBA的循环稳定性,我们通过金属离子掺杂的方式合成了镍钴铁普鲁士蓝类似物(Ni Co Fe-PBA),非活性的Ni会取代晶体结构中的部分Co。通过优化镍钴比例,Ni Co Fe-PBA获得267.0 F g的比容量。此外,基于Ni Co Fe-PBA的RCDI系统获得了131.4 mg g的最大脱盐容量和27.6 mg gmin的最大脱盐速率;同时,由于非活性Ni的引入,有效缓解了循环过程中材料的结构变化,其循环寿命相较于Co Fe-PBA而言,有了极大提升。在40圈脱盐循环测试后,仍然保持初始容量的89.6%,远高于Co Fe-PBA的68%。但普鲁士蓝材料普遍存在着导电性较差的问题,影响其脱盐性能。3.为了进一步提升脱盐容量,我们通过引入一维结构的碳纳米管(Carbon nanotube,CNT),与Ni Co Fe-PBA成功复合制得了不同碳纳米管含量的Ni Co Fe-PBA@CNT复合物。碳纳米管的加入在缩短电子传输路径提高导电性的同时,所构建的三维网络结构也缓解了循环过程中的体积变化。通过优化碳纳米管的含量,Ni Co Fe-PBA@CNT的比容量达到327.4 F g,远高于Ni Co Fe-PBA。在脱盐性能方面,复合材料表现出了140.8 mg g的最大脱盐容量和30.7 mg g min的最大脱盐速率,较Ni Co Fe-PBA又有了进一步提升。最重要地是,40圈循环后其容量保持率高达98.6%。

关键词：摇椅电容去离子法拉第电极材料普鲁士蓝类似物金属离子掺杂碳纳米管

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

NASICON型NaTi2(PO4)3材料的制备、器件组装及其对水体中微量可还原金属离子的还原回收

NASICON型NaTi2(PO4)3材料的制备、器件组装及其对水体中微量可还...

引用

作者：董顺山东大学

学位级别：硕士

随着人们对能源和环境的日益关注,金属废水高效去除/回收策略的需求也日益增长。目前对工业上金属废水的处理方法仍然存在一些问题,如需要消耗大量化学试剂、运行成本较高、能够处理的浓度有限等。因此寻找一种清洁、高效、低成本的含... 详细信息

随着人们对能源和环境的日益关注,金属废水高效去除/回收策略的需求也日益增长。目前对工业上金属废水的处理方法仍然存在一些问题,如需要消耗大量化学试剂、运行成本较高、能够处理的浓度有限等。因此寻找一种清洁、高效、低成本的含金属废水处理技术仍具有重要意义。在过去几十年中储能领域的发展诞生了许多法拉第电极材料,这些材料除了用于电化学储能,还能够用于水处理。本文从法拉第电极材料NaTi2(PO4)3(NTP)出发,制定了一种还原性离子交换(Reductive Ion Exchange,RIE)策略处理/回收水体中的微量可还原金属离子,并通过组装器件模拟其对金属废水的处理效果。具体工作如下:***型NaTi2(PO4)3电极的制备及性质研究我们通过液相回流和外加碳源进行碳层修饰的热处理方法合成了边长约为100 nm的碳包覆NaTi2(PO4)3纳米立方体(NTP/C)。NTP/C可以具有较小的极化率,比容量相比纯的NTP提高了 62%,并且经过400次充放电仍能保持初始容量的85.7%。NTP/C出色的电化学性能归因于NTP/C的多孔纳米结构和碳层修饰。该方法提高了 NTP/C的产率,可以实现NTP/C的大批量制备,并且解决了NTP固有导电性差的问题。合成的NTP/C不仅可以用于储能,还可以切实扩展到水处理领域,有助于推动NTP电极的实际应用。***2(PO4)3电极对水体中微量可还原金属离子去除/回收的应用研究我们采用NTP膜作为还原性离子交换膜材料,设计并构建RIE装置处理金属废水。首先,预充电的NTP膜可以在Au、Ag、Cu、Pb多种金属溶液中快速还原出金属单质,还原出的金属单质松散的附着在NTP膜表面,很容易进行回收。其次,我们组装了简易装置测试NTP膜对微量金属离子溶液的处理/回收效果,对Au、Ag、Cu、Pb微量金属溶液可以达到从ppm到ppb水平的金属去除能力,去除效率高达98～99%。最后以AgNO3溶液为代表探究影响RIE处理效率的因素,发现NTP膜的卷绕程度、溶液流速、溶液中的溶解氧直接影响去除效果。NTP膜卷绕的膜间距越小、流速越低,RIE处理效率越高;溶解氧的存在会使溶液PH升高,提高前期的处理效率。经脱气处理的AgNO3溶液RIE能量效率约为93%,Ag单质的回收效率可以达到97%。这项工作不仅为废水中微量贵/重金属离子的处理/回收问题提出新的见解,还为法拉第电极材料的应用拓宽了思路。

关键词： NaTi2(PO4)3 法拉第电极材料还原性离子交换重金属处理贵金属回收

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

全选清除本页清除全部题录导出标记到“检索档案”

共1页 << < 1 > >>

回到顶部

执行限定条件

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：