碳纳米管流动电极分散性和悬浮稳定性的优化

编号：CPJS06257

篇名：碳纳米管流动电极分散性和悬浮稳定性的优化

作者：赵晓童 徐世昌 马冬雅 王越 王巧灵

关键词： 流动电极 磺化碳纳米管(CNT-S) 比电容 分散性 悬浮稳定性

机构： 天津大学化工学院化学工程研究所 化学工程联合国家重点实验室 天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室

摘要： 流动电极作为一种由碳纳米材料、分散剂和去离子水组成的水性悬浮液体系,其良好的材料分散性和悬浮稳定性是确保流动电极电容法去离子装置(FCDI)脱盐性能的关键。本文以碳纳米管(CNT)为流动电极的活性材料,通过磺化剂实现了CNT材料表面的亲水化改性,重点研究分析了CNT改性前后流动电极的比电容、分散性和悬浮稳定性变化规律;探究了水性分散剂种类[十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)]和含量对流动电极性能的影响。结果表明,改性后的CNT-S流动电极的分散性和悬浮稳定性明显优于CNT流动电极,其比电容略低但比电容的稳定性较高。与CNT-S具有相同电荷特性的分散剂SDS比CTAB更有助于提高CNT-S流动电极的分散性和悬浮稳定性,当SDS比含量为0.6时,CNT-S流动电极的比电容最大,为40.04F/g。在工作电压为1.2V、SDS比含量为0.6、原料液浓度为1.0g/L(NaCl溶液)时,对FCDI装置的脱盐稳定性测试结果表明:装置的初始盐移除效率为51.9%,经20次循环脱盐后其除盐效率仍可保持在51.6%,证明所制备的流动电极具有很好的循环稳定性,为FCDI技术实用化开发提供了实验依据。