CNF/Fe2O3/MWCNTs制备CDI电极开题报告

全文总字数：1718字

1. 研究目的与意义

目的：本课题通过复合cnf、fe2o3和mwcnts三种材料制备出一种新型电极材料以提高电吸附性能：（1）研究如何制备出一种导电性能良好、电容量较高且比表面积较大的新型电极材料；（2）测量fe2o3的加入量对电极材料的电容量和比表面积的影响；（3）具体分析电极的物理结构和电化学性能，进一步阐述fe2o3的加入量与吸附性能的关系。

意义：在水资源严重短缺的当今社会，废水的再利用不得不被人们高度重视，除盐是水处理的关键步骤，传统的除盐方法如蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透等都存在相当大的局限性，蒸馏能耗较高，离子交换易产生二次污染，电渗析和反渗透的膜处理投资较大且维护繁琐，而近年来发展起来的新型水处理技术电吸附除盐技术则能够大大弥补上述方法的不足，在水处理脱盐方面发展前景良好。

电极材料的性能决定了电吸附的处理效果，碳纳米管导电性能良好但电容量较小，若加入三氧化二铁可以在提高碳纳米管的电容量从而增多循环使用次数的同时增大比表面积以提高吸附量，若加入纳米纤维素则更易成膜，并能制成气凝胶以增加孔隙数目从而增强吸附强度，若在碳纳米管中同时加入三氧化二铁和纳米纤维素制成复合材料，其吸附性能可以远远超出传统材料，具有广阔的应用前景，目前，此种复合材料的研究还尚未见报道。

2. 国内外研究现状分析

尽管电吸附应用非常广泛,前景十分诱人,但是电吸附效率却极其依赖其电极材料的性质。

所用材料必须满足高比表面积,低电阻,易极化和不参与法拉第反应,可以说电吸附的发展研究历史很大程度上就是电极材料的发展史。

电吸附研究的历史发展,大致分为四个阶段：（1）二十世纪六十年代末,caudle等首次提出电吸附的概念,所用的电极是活性炭粉末制备成多孔的碳电极。

3. 研究的基本内容与计划

内容：（1）制备纳米纤维素；（2）将CNF、Fe2O3和MWCNTs三种材料以不同的含量比例配制出多个气凝胶后再用热压机将气凝胶压成电极片；（3）不同的含量比例的CNF、Fe2O3和MWCNTs经过真空抽滤成膜以制成多个电极片；（4）将两种条件下制成的电极片组装成CDI，测试其吸附Nacl的能力；（5）对比电极片的XRD、SEM、FTIR、CV、BET等性能。

计划：（1）2015年12月31日前完成选题；（2）2016年1月16日前完成开题；（3）2016年4月4日4月15日中期检查；（4）2016年5月23日6月5日完成答辩；（5）2016年5月30日6月12日完善提交论文定稿。

4. 研究创新点

电极材料的性能决定了电吸附的处理效果，碳纳米管导电性能良好但电容量较小，若加入三氧化二铁可以在提高碳纳米管的电容量从而增多循环使用次数的同时增大比表面积以提高吸附量，若加入纳米纤维素则更易成膜，并能制成气凝胶以增加孔隙数目从而增强吸附强度，若在碳纳米管中同时加入三氧化二铁和纳米纤维素制成复合材料，其吸附性能可以远远超出传统材料，具有广阔的应用前景，目前，此种复合材料的研究还尚未见报道。