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电容法去离子(CDI)技术是一种处理重金属废水的新型技术,它具有操作简便、节约能耗、资源可回收、无二次污染、循环稳定性良好等优势。其技术核心是具有高吸附性能的电极。CDI技术发展至今,电极成型过程依赖粘结剂的问题仍未解决。本文围绕碳纳米管/导电聚合物复合纳米电极制备开展研究,通过添加壳聚糖改善复合纳米电极成型效果,并对其电吸附效果进行了探究。本论文主要包括以下内容:(1)采用原位聚合法制备了PPy/CS/CNT复合纳米材料,研究了CS添加量对复合纳米电极电化学性能及吸附性能的影响,并对其形貌、结构及抗压强度等进行了表征。结果表明:CS和PPy依次包裹在CNT表面上,形成“一核双壳”结构,复合纳米材料整体呈现为互相交织的纳米线结构。当mCS:m Py=2:10时,PPy/CS/CNT复合纳米电极的比电容值最大,为103.19F/g,为PPy/CNT复合纳米电极比电容值的1.6倍。该比例下,复合纳米电极对Cu2+吸附量达到最大,为16.63mg/g,是PPy/CNT复合纳米电极对吸附量的2.1倍。第100次循环伏安测试时,比电容保持率为86.9%,表现出良好的循环稳定性。(2)采用原位聚合法制备了PPy/GO/CS/CNT复合纳米材料,研究了GO添加量对复合纳米电极电化学性能及吸附性能的影响,并对其形貌、结构及抗压强度等进行了表征。研究结果为:CNT、CS和PPy三者依然构成“一核双壳”纳米线结构,该结构与GO片层互相交织。当mGO:m Py=4:10时,比电容值最大,为223.98F/g,为PPy/CS/CNT复合纳米电极比电容值的2.2倍。该比例下,复合纳米电极对Cu2+吸附量达到最大,为28.29mg/g,是PPy/CS/CNT复合纳米电极的1.5倍。第100次循环伏安测试时,比电容保持率为90.6%,循环稳定性能提升。(3)将PPy/CS/CNT和PPy/GO/CS/CNT复合纳米电极应用于CDI过程吸附脱除重金属离子。探究了原料液初始浓度、电极电压及离子种类对吸附性能的影响,并对吸附结果进行了动力学拟合。结果显示:二者对Cu2+的吸附量随着溶液初始浓度的增加而增加,但吸附率降低,这表明这两种复合纳米电极适于处理低浓度的含铜废水。增大电压有利于吸附的发生。二者对不同金属离子的吸附能力表现为:Fe3+>Cu2+>Ag+。动力学拟合结果表明,此二种复合纳米电极吸附重金属离子过程符合Lagergren二级方程模型,由此得出吸附方式为化学吸附。