研究目的
研究电场辅助下可渗透单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜电极的离子吸附特性及其在水处理中的应用。
研究成果
采用锌/铝基分散剂制备的可渗透单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜电极具有高比表面积（465平方米/克）和优异导电性，能在电场作用下实现高效离子吸附。施加超过-3伏的电压可显著提升钾离子去除率（最高达90%）。该电极对稀释离子溶液效果更佳，且离子吸附受斯托克斯半径影响，表明单壁碳纳米管内部管腔空间具有重要作用。这些发现显示其在水处理技术领域具有广阔应用前景。
研究不足
离子渗透性测量过程中的流速并不恒定（范围为24–73毫升·平方米?1·小时?1），这可能会影响吸附动力学。在高电压（?30伏）下出现了轻微的气泡形成，不过这并未影响测量结果。该研究聚焦于碱金属阳离子；未对其他离子或实际水样进行测试。
1：实验设计与方法选择：
本研究旨在制备并表征用于离子吸附的可渗透单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜电极，采用基于锌铝复合分散剂的SWCNT墨水。实验方法包括超声处理、酸洗处理、压片成型及多种表征技术。
2：样品选择与数据来源：
采购高纯度晶态SWCNT样品（明城eDIPS），离子溶液（如KNO?、NaCl、LiNO?、NaNO?、KNO?、RbCl、CsCl）通过标准溶液或晶体配制。
3：实验设备与材料清单：
设备包含匀胶机吸头（SONIC VS 505）、场发射扫描电镜（SU8000，日立高新技术）、拉曼光谱仪（NRS-4100，日本分光）、容量法吸附仪（Autosorb IQ2，康塔）、四探针测试仪（Loresta-GP MCP-T610，三菱化学分析技术）、电化学工作站（IviumStat，Ivium科技）、离子色谱仪（881 compact IC pro，万通）。材料包括SWCNT、锌铝复合分散剂、聚碳酸酯膜、铝箔、硝酸、蒸馏水。
4：5）、场发射扫描电镜（SU8000，日立高新技术）、拉曼光谱仪（NRS-4100，日本分光）、容量法吸附仪（Autosorb IQ2，康塔）、四探针测试仪（Loresta-GP MCP-T610，三菱化学分析技术）、电化学工作站（IviumStat，Ivium科技）、离子色谱仪（881 compact IC pro，万通）。材料包括SWCNT、锌铝复合分散剂、聚碳酸酯膜、铝箔、硝酸、蒸馏水。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过超声制备SWCNT墨水，涂覆于聚碳酸酯支撑体，经酸洗去除分散剂后压片干燥。表征手段涵盖扫描电镜、拉曼光谱、氮气吸附等温线、方阻测量、循环伏安法及真空辅助电压下的离子渗透率测定。
5：数据分析方法：
采用SPE法、QS-DFT、BET分析、LTspice等效电路模拟及离子色谱浓度测定进行数据分析。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Field emission scanning electron microscope
SU8000
Hitachi High-Technologies
Used to observe surface morphologies of SWCNT samples.
-
Raman spectrometer
NRS-4100
JASCO
Used to measure Raman spectra of SWCNT samples.
-
Ion chromatography
881 compact IC pro
Metrohm
Used to measure ion concentrations in solutions.
-
Cation separation column
Metrosep C 4-250/4.0
Metrohm
Used with ion chromatography for cation separation.
-
SWCNT
MEIJO eDIPS
MEIJO NANO CARBON
Used as the primary material for preparing permeable film electrodes for ion adsorption.
-
Homogenizer tip
SONIC VS 505
Used for ultrasonication to prepare SWCNT ink.
-
Volumetric adsorption equipment
Autosorb IQ2
Quantachrome
Used to measure nitrogen adsorption isotherms at 77 K.
-
Four-point probe meter
Loresta-GP MCP-T610
Mitsubishi Chemical Analytech
Used to measure sheet resistance of SWCNT electrodes.
-
Potentiostat
IviumStat
Ivium Technologies
Used for cyclic voltammetry measurements.
-
Polycarbonate membrane
Isopore
Merck
Used as a support for SWCNT film deposition and as a separator in experiments.
-
Aluminum foil
Used as current collectors in the experimental setup.
-
登录查看剩余9件设备及参数对照表
查看全部
