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利用新型功能化氧化石墨烯电极增强电容去离子化
为了降低 RO 工艺的能量需求，研究人员还在研究其他技术，如纳滤。[3–5] 在这些技术中，电容去离子 (CDI) 在能耗、工艺简单、减少结垢和低成本方面具有众多优势。[6] 对于 CDI，不需要膜和压力。盐通过电场去除，并以双电层 (EDL) 的形式储存在多孔介质中以产生淡水。电容技术的传统电极依赖于高导电性和高表面积的碳基材料。[7–10] CDI 的工作原理与流体电化学电容器相同；[11] 对浸入含有电解质的溶液中的两个多孔电极施加电压，离子被吸引到电极表面并形成 EDL。这种机制可以在不施加过压的情况下从水中去除盐分，由于没有机械运动部件，因此维护工作量较少。此外，能量不会在此过程中损失，而是以电化学能的形式储存在电极内部。因此，它可以以静电荷存储特有的极高效率进行回收。遗憾的是，这项技术的现状与更成熟的反渗透技术的性能还相差甚远。[7,12] 必须开发出具有高除盐率、低能量损失和可扩展工艺的新材料。在这种情况下，具有净表面电荷的功能化材料引起了科学界的极大兴趣。[13–15] 众所周知，控制表面电荷的种类可以提高 CDI 设备的脱盐性能，因为这与微调零电荷电位 (V PZC ) 的可能性直接相关。 [16,17] V PZC 是必须施加在电极上以确保其表面电中性的电位。通常，每种材料都有自己的 V PZC，这取决于其表面存在的化学物质。例如，由高氧化度碳原子构成的氧化石墨烯 (GO) 在水中始终显示负的 z 电位，因此如果用作 CDI 电极材料，则具有正的 V PZC。考虑电极 V PZC > 0 的情况将有助于阐明这一概念。在平衡状态下，该电极的表面将充满正电荷。然后，如果施加大于 V PZC 的电压，就会发生称为“共离子驱逐”的现象。从 0 到 V PZC 的电位将用于排出表面上自然存在的正电荷（同离子），而其余部分（ V − V PZC ）将用于存储负电荷（反离子）。类似的推理
具有超高盐吸附性能的电容去离子系统：从实验室设计到农业应用
电容去离子化是一种新兴的工业用海水淡化技术。电极设计和系统开发方面的最新进展已导致超高盐吸附性能的报道，有利于其在农业水处理中以低成本的潜在应用。在本研究中，我们全面总结了实现超高离子吸附性能的多孔电极设计策略，考虑了实验参数、化学调节的材料特性、氧化还原化学和智能纳米结构等因素，以供未来的电极设计使用。此外，我们努力建立电容去离子化 (CDI) 技术与其在农业领域的适用性之间的关联，特别是专注于水处理，重点是与盐度、硬度和重金属相关的不良离子，以实现无害灌溉。此外，为了确保 CDI 系统在农业中的高效和经济应用，我们对 CDI 成本分析的文献进行了全面概述。通过解决这些方面，我们预计超高盐吸附 CDI 系统在未来的农业应用中将大有可为。
使用纳滤、反渗透和膜电容去离子处理含有四甲基氢氧化铵 (TMAH) 的半导体废水
摘要：随着半导体行业在过去几十年的迅猛发展，其对环境的影响也日益令人担忧，包括淡水的抽取和有害废水的产生。四甲基氢氧化铵 (TMAH) 是半导体废水中不可避免的有毒化合物之一，应在废水排放前去除。然而，很少有经济实惠的技术可以去除半导体废水中的 TMAH。因此，本研究的目的是比较不同的处理方案，如膜电容去离子 (MCDI)、反渗透 (RO) 和纳滤 (NF)，用于处理含有 TMAH 的半导体废水。进行了一系列台式实验装置，以研究 TMAH、TDS 和 TOC 的去除效率。结果证实，MCDI 工艺和 RO 一样表现出很强的去除能力，而 NF 在相同的恢复条件下无法充分去除。 MCDI 对包括 TMA+ 在内的一价离子的去除率高于二价离子。此外，在碱性溶液中，MCDI 对 TMA+ 的去除率高于在中性和酸性条件下的去除率。这些结果首次证明了 MCDI 在处理含有 TMAH 的半导体废水方面具有巨大潜力。
通过去离子服务净化水
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