Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hạt rỗng carbon đồng nhất cho quá trình điện hút cao hiệu quả
Tóm tắt
Hạt rỗng carbon (CHS) đã được sử dụng ban đầu như là các điện cực hứa hẹn cho quá trình khử ion điện cực dạng tụ (CDI) hiệu quả cao. Khi nồng độ NaCl ban đầu là 25 mg/L và điện áp tế bào là 2.0 V, khả năng điện hấp thụ của CHS là 4.8 mg/g. Sau năm chu kỳ điện hấp thụ - giải hấp, không có sự suy giảm khả năng điện hấp thụ, điều này cho thấy hiệu suất tái sinh tuyệt vời. Đáng chú ý, hành vi điện hấp thụ của điện cực CHS có thể được mô phỏng bằng một mô hình CDI động cho hoạt động theo chế độ lô và khả năng điện hấp thụ tối đa của CHS dự đoán từ isotherm Langmuir là 7.17 mg/g, trong khi giá trị tương ứng chỉ là 5.82 mg/g cho than hoạt tính.
Từ khóa
#hạt rỗng carbon #điện hút #quá trình khử ion #hiệu suất tái sinh #mô hình CDITài liệu tham khảo
S. Yu, Y. Zhang, H. Duan, Y. Liu, X. Quan, P. Tao, W. Shang, J. Wu, C. Song, T. Deng, The impact of surface chemistry on the performance of localized solar-driven evaporation system. Sci. Rep. 5, 13600 (2015)
M.A. Shannon, P.W. Bohn, M. Elimelech, J.G. Georgiadis, B.J. Mariñas, A.M. Mayes, Science and technology for water purification in the coming decades. Nature 452, 301 (2008)
S.M. Ibrahim, H. Nagasawa, M. Kanezashi, T. Tsuru, Robust organosilica membranes for high temperature reverse osmosis (RO) application: membrane preparation, separation characteristics of solutes and membrane regeneration. J. Membr. Sci. 493, 515 (2015)
L. Liu, L. Liao, Q. Meng, B. Cao, High performance graphene composite microsphere electrodes for capacitive deionization. Carbon 90, 75 (2015)
Z. Lin, Z. Li, K. Moon, Y. Fang, Y. Yao, L. Li, C. Wong, Robust vertically aligned carbon nanotube–carbon fiber paper hybrid as versatile electrodes for supercapacitors and capacitive deionization. Carbon 63, 547 (2013)
C. Tsouris, R. Mayes, J. Kiggans, K. Sharma, S. Yiacoumi, D. DePaoli, S. Dai, Mesoporous carbon for capacitive deionization of saline water. Environ. Sci. Technol. 45, 10243 (2011)
S. Porada, R. Zhao, A. Van der Wal, V. Presser, P.M. Biesheuvel, Review on the science and technology of water desalination by capacitive deionization. Prog. Mater Sci. 58, 1388 (2013)
C. Hou, N. Liu, H. Hsi, Highly porous activated carbons from resource-recovered Leucaena leucocephala wood as capacitive deionization electrodes. Chemosphere 141, 71 (2015)
J. Yang, L. Zou, N.R. Choudhury, Ion-selective carbon nanotube electrodes in capacitive deionization. Electrochim. Acta 91, 11 (2013)
C.J. Gabelich, T.D. Tran, I.H. Suffet, Electrosorption of inorganic salts from aqueous solution using carbon aerogels. Environ. Sci. Technol. 36, 3010 (2002)
Y. Chen, M. Yue, Z. Huang, F. Kang, Electrospun carbon nanofiber networks from phenolic resin for capacitive deionization. Chem. Eng. J. 252, 30 (2014)
S. Nadakatti, M. Tendulkar, M. Kadam, Use of mesoporous conductive carbon black to enhance performance of activated carbon electrodes in capacitive deionization technology. Desalination 268, 182 (2011)
Y. Liu, L.K. Pan, X.T. Xu, T. Lu, Z. Sun, D.H. Chua, Nitrogen-doped carbon nanorods with excellent capacitive deionization ability. J. Mater. Chem. A 3, 17304 (2015)
C. Zhang, K.B. Hatzell, M. Boota, B. Dyatkin, M. Beidaghi, D. Long, W. Qiao, E.C. Kumbur, Y. Gogotsi, Highly porous carbon spheres for electrochemical capacitors and capacitive flowable suspension electrodes. Carbon 77, 155 (2014)
X. Xu, Z. Sun, H.C.C. Daniel, L. Pan, Novel nitrogen doped graphene sponge with ultrahigh capacitive deionization performance. Sci. Rep. 5, 11225 (2015)
Z. Li, B. Song, Z. Wu, Z. Lin, Y. Yao, K. Moon, C.P. Wong, 3D porous graphene with ultrahigh surface area for microscale capacitive deionization. Nano Energy 11, 711 (2015)
J. Liu, N.P. Wickramaratne, S. Qiao, M. Jaroniec, Molecular-based design and emerging applications of nanoporous carbon spheres. Nat. Mater. 14, 763 (2015)
Q. Wang, J. Yan, Y. Wang, G. Ning, Z. Fan, T. Wei, J. Cheng, M. Zhang, X. Jing, Template synthesis of hollow carbon spheres anchored on carbon nanotubes for high rate performance supercapacitors. Carbon 52, 209 (2013)
T. Harada, S. Ikeda, F. Hashimoto, T. Sakata, K. Ikeue, T. Torimoto, M. Matsumura, Catalytic activity and regeneration property of a Pd nanoparticle encapsulated in a hollow porous carbon sphere for aerobic alcohol oxidation. Langmuir 26, 17720 (2010)
Y. Li, J. Shi, Hollow structured mesoporous materials: chemical synthesis, functionalization and applications. Adv. Mater. 26, 3176 (2014)
H.B. Li, F. Zaviska, S. Liang, J. Li, L.J. He, H.Y. Yang, A high charge efficiency electrode by self-assembling sulphonated reduced graphene oxide onto carbon fibre: towards enhanced capacitive deionization. J. Mater. Chem. A 2, 3484 (2014)
H.B. Li, Y. Gao, L.K. Pan, Y.P. Zhang, Y.W. Chen, Z. Sun, Electrosorption desalination by carbon nanotube and carbon nanofiber electrodes and ion exchange membrane. Water Res. 42, 4923 (2008)
M. Ito, Structures of water at electrified interfaces: microscopic understanding of electrode potential in electric double layers on electrode surfaces. Surf. Sci. Rep. 63, 329 (2008)
A.J. Ramirez-Cuesta, S. Cordero, F. Rojas, R.J. Faccio, J.L. Riccardo, On modeling, simulation and statistical properties of realistic three dimensional porous networks. J. Porous Mater. 8, 61 (2001)
Y.A.C. Jande, W.S. Kim, Modeling the capacitive deionization batch mode operation for desalination. J. Ind. Eng. Chem. 20, 3356 (2014)