煤基多孔碳表面改性与电容脱盐性能研究任务书

 2022-01-14 08:01

全文总字数:1503字

1. 毕业设计(论文)主要内容:

世界淡水资源缺乏,我国是世界上贫水和最缺水的国家之一,人均淡水占有量仅为世界人均的1/4。面对日益严峻的全球化淡水资源形势和环境污染,海水淡化技术受到了越来越多国家的重视与支持。电容脱盐(CDI)作为一种新型的海水淡化技术,具有操作简便、成本低、不产生二次污染、离子回收率高等显著优点,不仅可用于海水淡化,还可以用于硬水软化、废水净化、水溶性放射性废物处理等。

电极材料是电容脱盐技术的核心,是影响脱盐效率的最大因素之一。目前常用的电极材料为具有较高比表面积的碳材料,如碳纳米管(CNTs)、介孔碳(MC)和石墨烯(Graphene)等,普遍成本较高。褐煤是煤化程度最低的一类煤炭材料,来源广泛,价格低廉,且具有大量的天然孔结构,可以作为原材料来制备多孔碳用于电容脱盐。

本课题拟以褐煤为研究对象,调研以其为原料制备纳米结构多孔碳的实验方法,研究其结构特点,分析典型改性剂对其性质与电化学性能的影响,探讨以褐煤为原料所制备的纳米多孔碳的脱盐性能。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

主要任务:

1.文献调研,了解国内外电容脱盐电极材料的研究进展和发展趋势,关注廉价碳原料、特别是煤制备多孔碳的现状和不足,了解电容脱盐技术与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

2.了解以褐煤制备纳米多孔碳材料的实验方法,研究表面改性剂对其结构与性质的影响;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1—3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译;整理资料,在任务书的基础上,明确研究内容,设计研究方案,确定实验技术路线,了解研究所需原料、仪器和设备,了解相关的结构和性能的测试方法;并完成开题报告;

第4—9周:熟悉纳米多孔碳的制备、改性与结构表征;

第9—11周:分析影响多孔碳脱盐性能的主要因素;

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4. 主要参考文献

[1] Xing B L, Guo H, Chen L J, et al. Lignite-derived high surface area mesoporous activated carbons for electrochemical capacitors[J]. Fuel Processing Technology, 2015, 138: 734-742.

[2] Liu Y, Nie C, Liu X, et al. Review on carbon-based composite materials for capacitive deionization[J]. RSC Advances, 2015, 5(20): 15205-15225.

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