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      一種活性炭電極及其制備方法和應(yīng)用與流程

      文檔序號(hào):12635646閱讀:1305來(lái)源:國(guó)知局
      一種活性炭電極及其制備方法和應(yīng)用與流程

      本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種活性炭電極及其制備方法和應(yīng)用。



      背景技術(shù):

      活性炭電極的制備和應(yīng)用是電容除鹽中的核心技術(shù),高效能的活性炭電極應(yīng)具有大的比表面積、豐富的中介孔與高導(dǎo)電性等特征。活性炭電極應(yīng)用于電容除鹽一般要長(zhǎng)期浸泡在鹽溶液中,故還必須具有很好的耐水性能,能夠保證長(zhǎng)期使用而活性炭不從集流體上脫落。此外,由于活性炭顆粒本身具有較高的電阻,限制了其在電化學(xué)電容除鹽中的應(yīng)用。因此,針對(duì)電化學(xué)電容除鹽應(yīng)用的活性碳電極的制備,應(yīng)該著力改進(jìn)活性炭顆粒的涂覆和電極制備工藝,以提高活性炭電極的電導(dǎo)率與耐水性。目前,制備活性炭電極常用的粘結(jié)劑包括有機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。有機(jī)粘結(jié)劑有聚四氟乙烯、偏聚四氟乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和改性淀粉等。但是,使用有機(jī)粘結(jié)劑會(huì)堵塞活性炭顆粒的微孔和中介孔,使得活性炭的孔隙利用率下降,從而降低活性炭電極的除鹽效率;有機(jī)粘結(jié)劑還會(huì)使活性炭電極的內(nèi)阻增大,降低電極的電能效率;尤其是,使用有機(jī)粘結(jié)劑時(shí)活性炭顆粒涂覆的量一般為毫克級(jí)別,負(fù)載量太低而遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到應(yīng)用電極的實(shí)際使用標(biāo)準(zhǔn)。在制備漿料攪拌過(guò)程中,有機(jī)粘結(jié)劑會(huì)進(jìn)入到活性炭顆粒的微孔中,進(jìn)而在凝固后,微孔被堵塞導(dǎo)致不能被利用;絕大多數(shù)的有機(jī)粘結(jié)劑是不能夠?qū)щ姷?,電阻很大,自然?huì)增大電機(jī)的內(nèi)阻;利用有機(jī)粘結(jié)劑粘結(jié)活性炭顆粒時(shí),活性炭顆粒與顆粒之間的縫隙較大,少量的有機(jī)粘結(jié)劑不能使其很好的結(jié)合,而增大有機(jī)粘結(jié)劑會(huì)使活性炭顆粒的性能迅速下降,而且活性炭大顆粒很容易從表面脫落下來(lái)。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑有鈉、鉀水玻璃、活性高嶺土、粘土等。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑一般具有較大電阻,會(huì)增大活性炭電極的內(nèi)阻,明顯降低電極的電化學(xué)活性;同時(shí),無(wú)機(jī)粘結(jié)劑很難將活性炭顆粒與集流體基底良好的粘結(jié);無(wú)機(jī)粘結(jié)劑不能滲入到碳紙或碳布表面,遇水后又容易分解溶于水,導(dǎo)致不能很好的粘結(jié)。而有機(jī)粘結(jié)劑與碳紙或碳布有很好的浸潤(rùn)性,耐水性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于無(wú)機(jī)粘結(jié)劑,所以可以很好的粘結(jié)活性炭顆粒與集流體。而且,無(wú)機(jī)粘結(jié)劑耐水性很差,導(dǎo)致活性炭遇水會(huì)發(fā)生從基底上嚴(yán)重脫落。

      綜上所述,目前制備活性炭電極使用的粘結(jié)劑存在導(dǎo)電性差和耐水性差的缺陷。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的在于提供一種活性炭電極及其制備方法和應(yīng)用,旨在解決目前制備活性炭電極使用的粘結(jié)劑存在導(dǎo)電性差和耐水性差的問(wèn)題。

      本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種活性炭電極,所述活性炭電極按照重量份的原料由20目-300目數(shù)的活性炭30份-90份、導(dǎo)電劑5份-40份、粘土5份-50份、可碳化有機(jī)粘結(jié)劑5份-80份和去離子水5份-30份組成。

      進(jìn)一步,所述導(dǎo)電劑為:乙炔黑、石墨粉、碳納米管、碳纖維中的一種或幾種。

      進(jìn)一步,所述黏土為活性高嶺土、硅藻土、麥飯石、多孔氧化鋁中的一種或幾種。

      進(jìn)一步,所述可碳化有機(jī)粘結(jié)劑為改性淀粉、聚四氟乙烯、偏聚四氟乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂中的一種或幾種。

      本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述活性炭電極的制備方法,所述活性炭電極的制備方法包括以下步驟:

      步驟一,將活性炭、導(dǎo)電劑與粘土混合均勻,再將可碳化有機(jī)粘結(jié)劑與去離子水加入混合均勻制備漿料;

      步驟二,將活性物質(zhì)漿料均勻涂覆在電極基材上,置于60℃-160℃下干燥0.5h-3h;

      步驟三,將初步干燥的電極置于抽真空或者氮?dú)獗Wo(hù)的氣氛爐中,500℃-1000℃下煅燒0.5h-3h,即得到涂覆好的電極板。

      進(jìn)一步,所述電極基材為:碳紙或碳布。

      本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述活性炭電極制備的電容除鹽裝置。

      本發(fā)明提供的活性炭電極及其制備方法和應(yīng)用,改善了活性炭電極的導(dǎo)電性與耐水性,制備的活性炭電極在電容除鹽中具有極高的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明的活性炭電極應(yīng)用于CDI除鹽技術(shù)中,以500ppm TDS的入水為例,其能耗僅為RO技術(shù)的五分之一。以5年期的設(shè)備壽命來(lái)計(jì)算,一套6噸/小時(shí)處理量設(shè)備的每年運(yùn)行費(fèi)用約為20000美金,比同規(guī)模RO技術(shù)的運(yùn)行費(fèi)用低50%以上。本發(fā)明在保證活性炭電極具有高負(fù)載量的同時(shí),能夠顯著提高活性炭電極的導(dǎo)電性與耐水性,制備的活性炭電極在電化學(xué)除鹽中具有優(yōu)良的性能;在電導(dǎo)率為2000μS·cm-1的氯化鈉溶液,其中電容除鹽的比容量可以達(dá)到14.6mg·g-1。采用混合粘結(jié)劑,經(jīng)過(guò)高溫碳化后的活性炭電極的導(dǎo)電率顯著提升,增加了電流的利用率;有機(jī)粘結(jié)不能很好的粘結(jié)活性炭大顆粒,但是可以使活性炭顆粒與集流體很好的集合;活性炭顆粒之間仍然具有很好的粘結(jié)性,這也從另一方面證明了上述提到的,無(wú)機(jī)粘結(jié)劑不能很好的粘結(jié)活性炭顆粒與集流體,但可以使活性炭大顆粒之間具有良好的粘結(jié)性能。

      本發(fā)明采用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與有機(jī)粘結(jié)劑相互結(jié)合的方法,在保證了活性炭顆粒涂覆量的同時(shí),使得活性炭電極具有良好的導(dǎo)電性,且活性炭顆粒與電極基材結(jié)合穩(wěn)定,具有很好的耐水性,進(jìn)一步提高了活性炭電極電化學(xué)性能,大大減少了在實(shí)際應(yīng)用中的電極制造成本;填料中含有一定比例的可碳化有機(jī)粘結(jié)劑,在真空或者氮?dú)獗Wo(hù)下高溫煅燒,不僅可以打開(kāi)更多活性顆粒的中介孔,而且可以使有機(jī)粘結(jié)劑碳化。碳化后的有機(jī)粘結(jié)劑具有良好的導(dǎo)電性能,并且使得活性炭顆粒與電極基材緊緊結(jié)合在一起,從而使得整個(gè)電極具有良好的導(dǎo)電性;填料中含有一定比例的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑,使得活性炭顆粒之間結(jié)合的不十分緊密,使得電極表面的孔隙率適當(dāng)分布,從而使得鹽溶液可以更好的進(jìn)入電極表面,提高了活性炭顆粒的利用率,對(duì)比試驗(yàn)中,A、B、C三種電極活性炭的量是一樣的,而A電極的除鹽效果要比B、C兩種電極好很多,就說(shuō)明了A電極的活性炭顆粒的利用率比B、C電極的高;進(jìn)一步提高了活性炭電極的電化學(xué)性能。且可以調(diào)節(jié)加入的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的比例,來(lái)調(diào)節(jié)活性炭電極表面的孔隙。在對(duì)比試驗(yàn)中的壓汞數(shù)據(jù)圖可以看出,A電極在45nm處的孔徑分布要明顯高于B、C電極,而電容除鹽中發(fā)揮作用的主要是微孔,而且A電極導(dǎo)電率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于B、C電極,電子傳輸速度快,導(dǎo)致了A電極的除鹽效率優(yōu)于B、C電極。100微米處的孔徑分布應(yīng)為活性炭顆粒之間的孔隙,可以發(fā)現(xiàn)A電極比B、C電極的孔隙分布均勻和合理,這更有利于液體的均勻分布,增加電子和微孔的利用率。

      本發(fā)明的方法設(shè)備簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單,所有過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,可以簡(jiǎn)化工藝,提高電極制備的時(shí)間和效率。

      附圖說(shuō)明

      圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的活性炭電極的制備方法流程圖。

      圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)施例1和實(shí)施例2制備出的電極在2000μS·cm-1的氯化鈉溶液中的除鹽性能示意圖。

      圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的三種電極在0.5M NaCl溶液中,掃速為1mV/s的循環(huán)伏安示意圖。

      圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的三種電極在0.5M NaCl溶液中阻抗圖示意圖。

      圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的NaCl溶液中電導(dǎo)率隨時(shí)間變化曲線示意圖。

      圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的三種電極在氯化鈉溶液中電除鹽循環(huán)性能示意圖。

      圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的A、B、C電極的壓汞數(shù)據(jù)圖。

      圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的A、B、C電極的Bet數(shù)據(jù)圖。

      圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的A、B、C電極分別在NaCl溶液中浸泡一個(gè)月。

      圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的A、B、C電極表面1、2、3、4cm處的電阻大小。

      圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的A、B、C電極彎折強(qiáng)度對(duì)比。

      圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的A、B、C電極的橫截面與表面SEM圖。

      具體實(shí)施方式

      為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。

      下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

      本發(fā)明實(shí)施例提供的活性炭電極按照重量份的原料由20目-300目數(shù)的活性炭30份-90份、導(dǎo)電劑5份-40份、粘土5份-50份、可碳化有機(jī)粘結(jié)劑5份-80份和去離子水5份-30份組成。

      如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供的活性炭電極的制備方法包括以下步驟:

      S101:將活性炭、導(dǎo)電劑與粘土混合均勻,再將可碳化有機(jī)粘結(jié)劑與去離子水加入混合均勻制備漿料;

      S102:將活性物質(zhì)漿料均勻涂覆在電極基材上,置于60℃-160℃下干燥0.5h-3h;

      S103:將初步干燥的電極置于抽真空或者氮?dú)獗Wo(hù)的氣氛爐中,500℃-1000℃下煅燒0.5h-3h,即得到涂覆好的電極板。

      所述電極基材為:碳紙、碳布。

      所述導(dǎo)電劑為:乙炔黑、石墨粉、碳納米管、碳纖維等中的一種或幾種。

      所述黏土為:活性高嶺土、硅藻土、麥飯石、多孔氧化鋁等中的一種或幾種。

      所述可碳化有機(jī)粘結(jié)劑為:改性淀粉、聚四氟乙烯、偏聚四氟乙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等中的一種或幾種。

      下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

      實(shí)施例1:

      一種具有良好導(dǎo)電性與耐水性的活性炭電極,按照重量份的原料包括:20-300目數(shù)的活性炭80份、導(dǎo)電劑5份、粘土5份、可碳化有機(jī)粘結(jié)劑5份、去離子水5份。

      一種活性炭電極制備的方法,具體步驟如下:

      步驟一、將活性炭、導(dǎo)電劑與粘土混合均勻,再將可碳化有機(jī)粘結(jié)劑與去離子水加入混合均勻制備漿料。

      步驟二、將活性物質(zhì)漿料均勻涂覆在電極基材上,置于100℃下干燥1小時(shí)。

      步驟三、將初步干燥的電極置于抽真空或者氮?dú)獗Wo(hù)的氣氛爐中,600℃下煅燒3小時(shí),得到涂覆好的電極板。

      實(shí)施例2:

      一種具有良好導(dǎo)電性與耐水性的活性炭電極,按照重量份的原料包括:20-300目數(shù)的活性炭60份、導(dǎo)電劑10份、粘土5份、可碳化有機(jī)粘結(jié)劑20份、去離子水5份。

      一種活性炭電極制備的方法,具體步驟如下:

      步驟一、將活性炭、導(dǎo)電劑與粘土混合均勻,再將可碳化有機(jī)粘結(jié)劑與去離子水加入混合均勻制備漿料。

      步驟二、將活性物質(zhì)漿料均勻涂覆在電極基材上,置于150℃下干燥0.5小時(shí)。

      步驟三、將初步干燥的電極置于抽真空或者氮?dú)獗Wo(hù)的氣氛爐中,900℃下煅燒2小時(shí),得到涂覆好的電極板。

      在采用實(shí)施例1與實(shí)施例2制備出的活性炭電極兩端分別施加1.5V的電壓,吸附時(shí)間為60分鐘,電極再生時(shí)間為30分鐘,然后繼續(xù)循環(huán)這個(gè)過(guò)程。從圖中可以看出,這兩種電極都具有良好的電吸附性能,經(jīng)過(guò)1小時(shí)的電吸附過(guò)程后,氯化鈉溶液的電導(dǎo)率從2000μS·cm-1分別降低至1300μS·cm-1與1000μS·cm-1左右,根據(jù)公式可以計(jì)算出,采用實(shí)施例1制備出電極的電除鹽量為10mg/g,而采用實(shí)施例2制備出電極的電除鹽量為14.5mg/g。本發(fā)明采用廉價(jià)的原材料,簡(jiǎn)便快捷的工藝,制備出了具有高除鹽性能的活性炭電極,將這種活性炭電極應(yīng)用于污水處理、海水淡化、工業(yè)用水軟化等方面,將大大降低處理污水的成本,具有巨大的商業(yè)價(jià)值。

      下面結(jié)合對(duì)比試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用效果作詳細(xì)的描述。

      對(duì)比試驗(yàn)分別用混合粘結(jié)劑、有機(jī)粘結(jié)劑與無(wú)機(jī)粘結(jié)劑,采用相同的制備工藝,制備出了三種不同的活性炭電極。這三種電極分別命名為A電極、B電極與C電極。

      首先對(duì)三種電極的彎折強(qiáng)度進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)采用混合粘結(jié)劑制備出的電極具有很好地彎折強(qiáng)度,可以彎折360°而活性炭顆粒不從石墨紙表面脫落;采用有機(jī)粘結(jié)劑的電極彎折至270°時(shí),石墨紙表面的活性炭顆粒開(kāi)始脫落;而采用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的電極,稍微彎折,活性炭顆粒會(huì)成片狀斷裂而從石墨紙表面掉落,這也說(shuō)明了無(wú)機(jī)粘結(jié)劑不能很好結(jié)合活性炭顆粒與石墨紙基板。為了進(jìn)一步驗(yàn)證采用混合粘結(jié)劑制備的活性炭電極的優(yōu)越性,還對(duì)這三個(gè)電極進(jìn)行了電化學(xué)分析。從循環(huán)伏安圖3中可以發(fā)現(xiàn),曲線沒(méi)有出現(xiàn)氧化還原峰,所以可以得出在這三對(duì)電極表面并沒(méi)有發(fā)生材料的電子得失與轉(zhuǎn)移,僅僅是離子的吸附于脫附,即電容全部來(lái)自于庫(kù)倫相互作用的雙電層而非法拉第電容。也可以觀察到,A電極的循環(huán)伏安曲線面積要大于B電極與C電極,可以得出A電極的電容量更大。在此基礎(chǔ)上,還分析了這三種電極的阻抗。從阻抗圖4中也可以看出,A電極具有更小的電化學(xué)阻抗,說(shuō)明電子在A電極表面的傳輸速度要快于B電極與C電極,這在電除鹽性能方面具有很重要的意義。

      為了進(jìn)一步驗(yàn)證A電極除鹽性能,如圖5所示,在電導(dǎo)率為2000μS·cm-1的氯化鈉溶液中,進(jìn)行了電吸附除鹽測(cè)試。三種電極兩端的電壓都為1.5V,電吸附時(shí)間為120分鐘??梢园l(fā)現(xiàn)A電極在吸附初期,氯化鈉溶液的電導(dǎo)率下降明顯要比B電極與C電極的快,并且在100分鐘時(shí),B電極與C電極已經(jīng)吸附飽和,A電極還可以繼續(xù)吸附。利用A電極對(duì)氯化鈉溶液進(jìn)行除鹽后,電導(dǎo)率下降至850μS·cm-1,這要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于B電極與C電極的最終電導(dǎo)率。這表明了,A電極比表面積較大,而且孔徑分布合理,在電極內(nèi)部形成大量有效的離子通道,在保證離子順利地通過(guò)的同時(shí),也增大了離子的吸附的量,從而極大的提高了電極的電除鹽性能。

      為了模擬實(shí)際的電除鹽過(guò)程,如圖6所示,將三種電極分別進(jìn)行了電除鹽循環(huán)過(guò)程測(cè)試。鹽溶液為電導(dǎo)率為2000μS·cm-1的氯化鈉溶液,電極兩端的電壓為1.5V,電除鹽吸附的時(shí)間為60分鐘,電極再生的時(shí)間為30分鐘。從圖中可以看出,在電除鹽吸附過(guò)程中,A電極性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他兩種電極,并且在電極再生過(guò)程中,離子釋放速率也比其他兩種電極快。B電極的除鹽過(guò)程與電極再生過(guò)程的性能較差,是因?yàn)橛袡C(jī)粘結(jié)劑將活性炭的孔隙堵塞,導(dǎo)致除鹽的性能大大下降。C電極可以明顯觀察到,在電極再生過(guò)程中,離子并不能完全釋放出來(lái),是因?yàn)闊o(wú)機(jī)粘結(jié)劑的使用,堵塞了離子的有效通道,導(dǎo)致離子的吸附和釋放同時(shí)受到了阻礙,而且在釋放過(guò)程中,有些離子不能夠釋放出去,將活性炭的孔隙堵塞,又使得除鹽性能進(jìn)一步下降。

      如圖7所示,對(duì)比試驗(yàn)中,A、B、C三種電極活性炭的量是一樣的,而A電極的除鹽效果要比B、C兩種電極好很多,就說(shuō)明了A電極的活性炭顆粒的利用率比B、C電極的高;進(jìn)一步提高了活性炭電極的電化學(xué)性能。且可以調(diào)節(jié)加入的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的比例,來(lái)調(diào)節(jié)活性炭電極表面的孔隙。在對(duì)比試驗(yàn)中的壓汞數(shù)據(jù)圖可以看出,A電極在45nm處的孔徑分布要明顯高于B、C電極,而電容除鹽中發(fā)揮作用的主要是微孔,而且A電極導(dǎo)電率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于B、C電極,電子傳輸速度快,導(dǎo)致了A電極的除鹽效率優(yōu)于B、C電極。100微米處的孔徑分布應(yīng)為活性炭顆粒之間的孔隙,可以發(fā)現(xiàn)A電極比B、C電極的孔隙分布均勻和合理,這更有利于液體的均勻分布,增加電子和微孔的利用率。

      從A、B、C電極的橫截面SEM圖中可以得出,采用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的C電極活性炭顆粒與集流體表面具有很大的孔隙,沒(méi)有很好的粘結(jié);而A、B電極活性炭顆粒與集流體接觸很好,具有良好的粘結(jié)性。從各電極的表面SEM圖可以看出,A電極表面的孔隙分布更加均勻,這有利于液體的均勻分布和電子傳輸,從而使得其電除鹽性能增強(qiáng)。

      如圖8所示,A、B、C電極的Bet數(shù)據(jù)圖,在壓汞數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,又對(duì)A、B、C電極上的活性炭的微孔進(jìn)行了測(cè)量,即Bet數(shù)據(jù)。從圖中可以明顯看出,三種電極上的活性炭的微孔主要分布在1.5nm左右,而A電極的微孔數(shù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B、C兩種電極,在電容除鹽過(guò)程中,主要起吸附作用的為微孔,從而可以看出A電極的電容除鹽性能要遠(yuǎn)優(yōu)于B、C電極,從實(shí)際的電容除鹽過(guò)程也證明了這一點(diǎn)。

      如圖9所示,A、B、C電極分別在NaCl溶液中浸泡一個(gè)月后電極表面的變化,為了驗(yàn)證制備電極的耐水性,將A、B、C三種電極分別浸泡在NaCl溶液中一個(gè)月,觀察電極表面的變化情況。從圖中可以看出A電極經(jīng)過(guò)一個(gè)月浸泡后,電極表面并沒(méi)有明顯變化,說(shuō)明其具有良好的耐水性與機(jī)械強(qiáng)度;而B(niǎo)電極表面有大量的活性炭顆粒脫落,但是活性炭與集流體之間仍具有很好的粘結(jié)性能,這也證明了上述提出的理論,有機(jī)粘結(jié)不能很好的粘結(jié)活性炭大顆粒,但是可以使活性炭顆粒與集流體很好的集合;C電極表面的活性炭成片狀從集流體表面脫落,但是活性炭顆粒之間仍然具有很好的粘結(jié)性,這也從另一方面證明了上述提到的,無(wú)機(jī)粘結(jié)劑不能很好的粘結(jié)活性炭顆粒與集流體,但可以使活性炭大顆粒之間具有良好的粘結(jié)性能。

      如圖10所示,A、B、C電極表面1、2、3、4cm處的電阻大小,從圖中可以看出,A電極的電阻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于B、C電極的電阻,而三種電極表面的電阻并不是隨著距離的增加而線性增加的,這是因?yàn)榧黧w的電阻要比活性炭顆粒的電阻要小,電流會(huì)從電源正極經(jīng)過(guò)活性炭層從集流體流過(guò)而到達(dá)電源負(fù)極,實(shí)際測(cè)量的電阻為活性炭層的電阻,所以電極表面的電阻大小只跟活性炭層的厚度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。從而也證明了,采用混合粘結(jié)劑,經(jīng)過(guò)高溫碳化后的活性炭電極的導(dǎo)電率顯著提升,增加了電流的利用率。

      如圖11所示,A、B、C電極彎折強(qiáng)度對(duì)比。

      如圖12所示,A、B、C電極的橫截面與表面SEM圖。

      綜上所述,通過(guò)將無(wú)機(jī)粘結(jié)劑與有機(jī)粘結(jié)劑的混合使用,使得活性炭顆粒與集流體、活性炭顆粒與活性炭顆粒具有很好的粘結(jié)作用,保證了活性炭電極的機(jī)械強(qiáng)度與粘結(jié)強(qiáng)度。又通過(guò)高溫煅燒后,使得電極內(nèi)部較為蓬松,比表面積增大,并且使得孔徑分布合理,在電極內(nèi)部形成大量有效的離子通道,保證了離子順暢地通過(guò),從而極大的提高了活性炭電極的除鹽性能。并且,本發(fā)明采用的原材料廉價(jià)易得,加工工藝簡(jiǎn)便快捷,具有可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的巨大潛力,具有巨大的商業(yè)價(jià)值。

      以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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