一種電極活性材料的親水優化方法技術

本發明專利技術公開了一種電極活性材料的親水優化方法，應用于水的電容性除鹽，包括：提供電容性除鹽所需的電吸附模塊，電吸附模塊具有活性材料制作的活性電極；在浸潤活性電極的水中加入酸溶液；然后在位于活性電極兩端輸入極對電壓至2V

【技術實現步驟摘要】
一種電極活性材料的親水優化方法
[0001]

[0002]本專利技術屬于水處理
，具體地說，涉及一種電極活性材料的親水優化方法。
[0003]
技術介紹

[0004]電吸附技術是一種利用電極表面吸附離子的效應實現水中離子的濃縮分離的新型水處理技術。它具有工藝流程簡練、耐受性好、處理成本低等優點，特別適合對水質成分比較復雜的原水如各類污廢水的除鹽處理，對節水減排有著非常重要的技術支撐作用。
[0005]電吸附技術的核心是電吸附模塊，通常由活性電極、集電極、隔離材料、電極基材及密封材料等組成。當含有離子的水從活性電極之間由隔離材料形成的水流通道之間流過時，在活性電極上所施加的直流電場的作用下，水中的離子分別向陰陽兩極遷移并被吸附在活性電極的表面，從而使水中的離子濃度大大降低，在電極水流出口就得到經過去除離子處理的低離子含量的產品水。在活性電極吸附飽和后，通過將所施加的直流電場撤除，同時將陰陽活性電極進行短接，此時活性電極上的電荷被釋放中和，失去對離子的吸引力，所吸附的離子又回到水流通道的水中，在活性電極的水流出口就得到離子濃度較高的濃縮水，活性電極也因此得到再生可以進行下個周期的吸附。以此周而復始，實現水的除鹽處理的目的。
[0006]目前的電極活性材料因其具有一定的憎水性，同時在其內部有著極多的微小管孔，由于水的表面張力，作為工作介質的水無法充分進入這些微小的管孔中，造成活性材料的表面積無法充分利用，造成電極活性材料性能大幅下降，導致水中的離子無法完全被吸附去除。
[0007]因此，一種能夠改變活性電極材料，使得其具備較好的親水性的工藝方法亟待研究。
[0008]
技術實現思路

[0009]有鑒于此，本專利技術所要解決的技術問題是提供了一種電極活性材料的親水優化方法，用于改變以往電極活性材料因其表面積無法充分浸潤介質水和活性材料的表面憎水性導致電吸附除鹽效率低下的不足之處。
[0010]為了解決上述技術問題，本專利技術公開了一種電極活性材料的親水優化方法，應用于水的電容性除鹽，包括：步驟a.提供電容性除鹽所需的電吸附模塊，電吸附模塊具有活性材料制作的活性電極；步驟b.提高活性電極的表面積充分利用，在浸潤活性電極的水中加入酸溶液，酸溶液與水比例為1:10；
步驟c.通過酸水的混合液，浸泡活性電極，且浸泡時間大于10h；步驟d：生成活性電極的親水基團，在位于活性電極兩端輸入極對電壓至2V
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2.5V，保持20min，然后短接放電至結束；在此過程中，水需一直在電極中流動；步驟e：在位于活性電極兩端輸入反向極對電壓2V
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2.5V，保持20min，然后短接放電至結束；在此過程中，水需一直在電極中流動；步驟f：反復步驟d至步驟e操作2
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3個輪次至結束。
[0011]根據本專利技術一實施方式，其中上述酸溶液為鹽酸溶液，且濃度為28%
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30%。
[0012]根據本專利技術一實施方式，其中上述活性材料為活性炭。
[0013]根據本專利技術一實施方式，其中上述步驟f中每個輪次之間間隔10min。
[0014]根據本專利技術一實施方式，其中上述步驟c中浸泡時間為18h。
[0015]與現有技術相比，本專利技術可以獲得包括以下技術效果：通過在水中通入一定比例的鹽酸溶液，使水的表面張力大幅下降，并能充分擴散浸潤至活性材料的各類孔徑的管孔中，增加活性材料的表面積利用，以容納更多的工作介質水；同時在電極上輸入極對電壓，產生氧化反應，生成親水基團，改變活性材料的憎水特性，最終提高電極活性材料性能，提高除鹽效果。
[0016]當然，實施本專利技術的任一產品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。
[0017]具體實施方式
[0018]以下將配合實施例來詳細說明本專利技術的實施方式，借此對本專利技術如何應用技術手段來解決技術問題并達成技術功效的實現過程能充分理解并據以實施。
[0019]本專利技術公開了一種電極活性材料的親水優化方法，應用于水的電容性除鹽，包括：步驟a.提供電容性除鹽所需的電吸附模塊，電吸附模塊具有活性材料制作的活性電極；步驟b.提高活性電極的表面積充分利用，在浸潤活性電極的水中加入酸溶液，酸溶液與水比例為1:10；在本步驟中，通過加入酸溶液，旨在降低水的表面張力，使得介質水能充分擴散至電極活性材料的眾多微小管孔中，以此充分浸潤介質水。
[0020]步驟c.通過酸水的混合液，浸泡活性電極，且浸泡時間大于10h；步驟d：生成活性電極的親水基團，在位于活性電極兩端輸入極對電壓至2V
?
2.5V，保持20min，然后短接放電至結束；在此過程中，水需一直在電極中流動；在本步驟中，旨在改變活性材料的憎水特性，通過在電極上輸入直流電，使電極發生氧化反應。
[0021]步驟e：在位于活性電極兩端輸入反向極對電壓2V
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2.5V，保持20min，然后短接放電至結束；在此過程中，水需一直在電極中流動；步驟f：反復步驟d至步驟e操作2
?
3個輪次至結束。
[0022]在本專利技術中，活性材料可優選為活性炭，其表面具有無數細小空隙，分為大孔、中孔、小孔、及微孔，其中活性炭表面的微孔直徑大多在2～50nm之間，在水的電吸附除鹽過程中，對于部分的中孔，大部分的小孔及微孔，因為孔徑過小，所以作為工作介質的水無法充分進入這些孔徑較小的孔中，造成其對于水中的離子無法做到有效吸收，致使除鹽效率低下的麻煩。本專利技術通過在水中添加酸溶液，使水的表面張力大幅下降，并能充分擴散浸潤至
活性材料的各類孔徑的管孔中，增加活性材料的表面積利用，以容納更多的工作介質水。
[0023]優選地，步驟c中浸泡時間為18h，充分使得酸溶液進入活性炭電極的表面，充分吸收反應，增加比表面積。
[0024]另外，待活性炭表面經過酸溶液浸泡，表面孔隙的比表面積最大化之后，通過調高電極兩端的極對電壓，使得活性炭電極產生氧化反應，并在其表面生成親水基團，增加活性炭材料的親水效果。如此一來，活性炭電極便能改變其憎水特性，容納更多的工作介質水，從而提高水中帶電離子的吸附量，最終提高除鹽效果。
[0025]優選一實施方式中，本專利技術的酸溶液為鹽酸溶液，酸度適中，且濃度為28%
?
30%。
[0026]需要了解的是，步驟d中利用活性炭電極表面的電化學特性來實現水中帶電離子的去除，實現水的凈化，當調高電壓值至2V
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2.5V時，便能使得活性炭電極產生氧化反應，繼而產生親水基團，最終再降下電壓，短接放電，完成電容性除鹽工作，操作方便。
[0027]優選地，步驟d
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步驟e至少操作循環兩三次，且每次間隔10min，使得活性炭電極的氧化反應更為充分，產生足夠且充分的親水基團。
[0028]綜上所述，本專利技術通過在水中通入一定比例的鹽酸溶液，使水的表面張力大幅下降，并能充分擴散浸潤至活性材料的各類孔徑的管孔中，增加活性材料本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種電極活性材料的親水優化方法，應用于水的電容性除鹽，其特征在于，包括：步驟a.提供電容性除鹽所需的電吸附模塊，電吸附模塊具有活性材料制作的活性電極；步驟b.提高活性電極的表面積充分利用，在浸潤活性電極的水中加入酸溶液，酸溶液與水比例為1:10；步驟c.通過酸水的混合液，浸泡活性電極，且浸泡時間大于10h；步驟d：生成活性電極的親水基團，在位于活性電極兩端輸入極對電壓至2V
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2.5V，保持20min，然后短接放電至結束；在此過程中，水需一直在電極中流動；步驟e：在位于活性電極兩端輸入反向極對電壓2V
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2.5V，保持20mi...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫曉明，施志平，沈金林，
申請(專利權)人：源新水業科技常州有限公司，
類型：發明
國別省市：