论文摘要
电容法海水淡化技术是利用流动电容器结构和电容器的充电和放电原理实现海水或苦咸水淡化的,具有节能、环保等优势,是近年来最受重视的新型海水淡化技术之一。本文采用电化学法制备聚吡咯纳米纤维修饰石墨（PPy/NG）电极,考察掺杂剂浓度、吡咯单体浓度、聚合时间及电解液pH等聚合条件对电极电容特性及在1.4 V工作电压下对500 ppmNaCl溶液的电容法（CDI）脱盐率的影响。结果表明:在掺杂剂LiClO4浓度为0.35 mol·L-1时,PPy/NG电极的电容值最大;脱盐率与LiClO4浓度为0.10 mol·L-1时的脱盐率相同且为最大。在聚合时间为150-450 s范围内,PPy/NG电极的电容值及脱盐率均随聚合时间的增加而减小。当吡咯单体浓度范围为0.14-0.24 mol·L-1时,在单体浓度为0.19 mol·L-1时,PPy/NG电极的电容值及脱盐率均为最大。在pH4.50-8.04范围内,PPy/NG电极的电容值随着pH的增大而增加;在pH4.50-9.18范围内,当pH<6.0或7.5<pH<9.18时,PPy/NG电极的脱盐率随pH的增大而增加;6.0<pH<7.5时,脱盐率随pH的增大而减小。当电解液pH5.91时,脱盐率比在pH4.50和pH8.04时大。综上,PPy/NG电极的最优聚合条件为:LiClO4浓度为0.10 mol·L-1,吡咯单体浓度为0.19 mol·L-1,电解液pH5.91,聚合时间为150 s。本文以NaCl溶液为研究对象,考察工作电压、原料液浓度、极间距等操作条件对脱盐率的影响。在电压为0.8-1.4 V范围内,脱盐率随电压的增加而增大,在1.4-1.6 V范围内,脱盐率不变;原料液浓度为100 ppm、500 ppm、1000 ppm时的实验结果表明,脱盐率随着原料液浓度的增加而增大;极间距为2.8 cm、3.5 cm、4.8 cm时的实验结果表明,脱盐率随着极间距的增加而减小。对最优聚合条件下制备的PPy/NG进行了15次循环伏安扫描（CV）,其电容值仅衰减7.79%,表明电极具有较好的电容稳定性。CDI循环脱盐稳定性测试结果表明:经过9次循环脱盐后CDI脱盐率由3.03%降低到2.44%,说明电极循环脱盐率的稳定性有待提高。