ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОММЕРЧЕСКИХ АКТИВИРОВАННЫХ УГЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ ЕМКОСТНОЙ ДЕИОНИЗАЦИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc338Ключевые слова:
активированные угли, емкостная деионизация воды, двойной электрический слойАннотация
В работе представлены результаты применения различных коммерческих марок нанопористых углеродных материалов, обладающих площадью удельной поверхностью до 2060 м2/г, в процессе емкостной деионизации водных растворов поваренной соли. Установлено, что наибольшая эффективность удаления растворенных ионов достигается при использовании растворов с низкой концентрацией соли, т.е. 5 ммоль/л. Применение динамического метода исследования адсорбционной емкости нанопористых углеродных материалов позволило установить, что наиболее оптимальными характеристиками обладают композиционные материалы на основе Kuraray YP 80F (Calgon Carbon, США), для которого эта величина составила порядка 6 мг/г. Также показано, что в зависимости от продолжительности адсорбции и концентрации растворов, значение pH элюатов менялось в диапазоне от 6,5 до 4,5.
Библиографические ссылки
(1). Anderson М.А., Cudero A.L., Palma J. Electrochimica Acta – 2010. – V.55. – P.3845-3856. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.02.012
(2). Oren Y. Capacitive deionization (ЕДВ) for desalination and water treatment-past, present and future // Desalination – 2008. – V.228. – P.10-29. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.08.005
(3). Zou L., Morris G., Qi D. Using activated carbon electrode in electrosorptive deionisation of brackish water // Desalination – 2008. – V.225. P.329-40. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.07.014
(4). Тарасевич М.Р. Электрохимия углеродных материалов. Москва: «Наука», 1984. 252.
(5). Pavlenko V.V., Supiyeva Zh.A. et al. Combinedcycle activation of carbonized plant fiber to produce electrode materials for supercapacitors // Combustion and plasma chemistry – 2017. – V.15. – P.74-79.
(6). Farmer JC, Bahowick SM, Harrar JE, Fix DV, Martinelli RE, Vu AK, et al. Electrosorption of chromium ions on carbon aerogel electrodes as a means of remediating ground water // Energy Fuels – 1997. – V.11. – P.337-47. https://doi.org/10.1021/ef9601374
(7). Gabelich CJ, Tran TD, Suffet IH. Electrosorption of inorganic salts from aqueous solution using carbon aerogels // Environ. Sci. Technol. – 2002. – V.36. – P.3010-9. https://doi.org/10.1021/es0112745
(8). Seo SJ, Jeon H, Lee JK, Kim GY, Park D, Nojima H, et al. Investigation on removal of hardness ions by capacitive deionization (ЕДВ) for water softening applications // Water Res. – 2010. – V.44. – P.2267-75. https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.10.020
(9). Ying TY, Yang KL, Yiacoumi S, Tsouris C. Electrosorption of ions from aqueous solutions by nanostructured carbon aerogel // J Colloid Interface Sci. – 2002. – V.250. – P.18-27. https://doi.org/10.1006/jcis.2002.8314
(10). Zou LD, Li LX, Song HH, Morris G. Using mesoporous carbon electrodes for brackish water desalination // Water Res. – 2008. – V.42. – P.2340-8. https://doi.org/10.1016/j.watres.2007.12.022
(11). Humplik T, Lee J, O’Hern SC, Fellman BA, Baig MA, Hassan SF, et al. Nanostructured materials for water desalination // Nanotechnology – 2011. – V.22. – P.29200-1. https://doi.org/10.1088/0957-4484/22/29/292001
(12). Peng Z, Zhang D, Shi L, Yan T, Yuan S, Li H, et al. Comparative electroadsorption study of mesoporous carbon electrodes with various pore structures // J. Phys. Chem. C. – 2011. – V.115. – P.17068-76. https://doi.org/10.1021/jp2047618
(13). Li H, Pan L, Lu T, Zhan Y, Nie C, Sun Z. A comparative study on electrosorptive behavior of carbon nanotubes and graphene for capacitive deionization // J. Electroanal. Chem. – 2011. – V.653. – P.40-4. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2011.01.012
(14). C. Kim, J. Lee, S. Kim, J. Yoon, TiO2 sol–gel spray method for carbon electrode fabrication to enhance desalination efficiency of capacitive deionization // Desalination. – 2014. – V.342. – P.70-74. https://doi.org/10.1016/j.desal.2013.07.016
(15). J.H. Lee, J.H. Choi, Ion-selective composite carbon electrode coated with TiO2 nanoparticles for the application of electrosorption process // Desalin. Water Treat.– 2013. – V.51. – P.503-510. https://doi.org/10.1080/19443994.2012.714581
(16). M.W. Ryoo, J.H. Kim, G. Seo, Role of titania incorporated on activated carbon cloth for capacitive deionization of NaCl solution // J. Colloid Interface Sci. – 2003. – V.264. – P.414-419. https://doi.org/10.1016/S0021-9797(03)00375-8
(17). https://www.calgoncarbon.com/app/uploads/ YP-brochure-draft_final_08_2019.pdf
(18). G. Wang, C. Pan, L. Wang, Q. Dong, C. Yu, Z. Zhao, J. Qiu, Activated carbon nanofiber webs made by electrospinning for capacitive deionization // Electrochim. Acta. – 2012. – V.69. – P.65-70. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.02.066
(19). K.K. Park, J.B. Lee, P.Y. Park, S.-W. Yoon, J.S. Moon, H.M. Eum, C.-W. Lee, Development of a carbon sheet electrode for electrosorption desalination // Desalination. – 2007. – V.206. – P.86-91. https://doi.org/10.1016/j.desal.2006.04.051
(20). Zou L., Mossad M. Evaluation of the salt removal efficiency of capacitive deionization: Kinetics, isotherms and thermodynamics // Chemical Engineering Journal – 2013. – V.223. – P.704-713. https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.03.058
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
