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随着越来越多的人意识到全球淡水资源短缺的问题,电容去离子(CDI)技术因低能耗、低成本和无二次污染等优势,成为被广泛关注的新型脱盐技术。本论文主要是针对CDI技术较低脱盐效率的问题,提出相应的技术手段,并优化工艺参数,使CDI脱盐性能得到进一步提升。首先,为了解决CDI技术共离子效应的问题,将离子交换膜引入其中,同时利用泡沫镍替代石墨集流体,通过提高接触导电性来强化CDI脱盐性能。在探究电极材料、电压和盐水流速对膜电容去离子(MCDI)脱盐性能的影响时,未加任何碳材料(ACO)及三种不同活性炭(AC1、AC2、AC3)对盐水进行处理,ACO所模拟的电渗析过程要明显差的多,说明MCDI脱盐过程中起主要作用的是电吸附过程,而ACI脱盐效率最高的现象与它们的比表面积结果相一致,得出电极材料的吸附性能与比表面积密切相关;作为驱动力的电压参数,在避免副反应的前提下,1.6V较为合适;流速较低会使吸附于电极孔隙中的离子发生脱附,而流速过快,电吸附效果会因水力停留时间缩短而变差,因此最佳盐水流速为10 mL min-1;在最佳参数下处理500 mg·L-1的NaCl水溶液,电极吸附量为9.0mg·g-1;由吸-脱附实验证明离子交换膜的存在提升了电极的再生性能。然后,对于MCDI技术间歇性脱盐的问题,设计利用蛇形通道式流动电极替换平板式电极,通过避免脱附过程和提高电极材料的利用率来达到增强脱盐性能的目的。利用流动电极电容去离子(FCDI)脱盐系统对1000 mg·L-1的NaCl盐水溶液进行处理,并对脱盐系统的电解质浓度、电极液流速、电压、盐水流速参数进行优化,使脱盐性能进一步提升。结果表明,电解质浓度同时影响系统内阻和浓差极化,最佳浓度为10.0 g.L-1;电压与脱盐效率呈正相关关系,但综合能耗和电流效率来考虑,确定1.6 V为最佳;由于盐水流速与水力停留时间的密切关系而选择10.0 mL·min-1为最佳;在电极液流速为36mL·min-1时,平均脱盐速率为0:35 μg·cm2·s-1,说明该技术提高了 MCDI的处理能力。最后,针对FCDI:技术因不连续的电极材料所造成高内阻的问题,创新性的引入了电催化剂,使FCDI技术与电化学反应相耦合,通过提高离子迁移速率来增强FCDI脱盐性能。利用Co3O4和Co(OH)2作为催化剂的新型FCDI与FCDI技术对1000mg.L-1的NaCl水溶液进行实验,新型技术表现出明显优势,脱盐效率提升25%,且电流效率有所增强,而能耗有所降低。进而对新型FCDI技术参数进行优化,确定最佳电压、电解质浓度、盐水流速及电极液流速分别为1.6 V,5.0 g·L-1,12.5mL·min-1和36 mL·min-1。在此参数下进行脱盐实验,得出平均脱盐速率为0.45μg·cm-2·s-1。