电容去离子实验

1. 电容去离子技术方向的博士有钱途吗

电去离子技术(EDI,electrodeionization)，是将离子交换树脂填充在电渗析器的淡水室中从版而将离子交换与电渗析进行有机结合，权在直流电场作用下同时实现离子的深度脱除与浓缩，以及树脂连续电再生的新型复合分离过程。该方法既保留了电渗析连续除盐和离子交换树脂深度除盐的优点，又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影响，且避免了离子交换树脂酸碱再生所造成的环境污染。所以，无论从技术角度还是运行成本来看，EDI都比电渗析或离子交换更高效。但同时处理过程中也不同程度存在膜堆适用性差，过程运行不够稳定，易形成金属氢氧化物沉淀等问题。随着研究的不断深入，上述问题将逐步解决，EDI也将成为一种很有发展潜力的重金属废水处理技术。

2. 海水淡化的方法

蒸馏法：蒸馏淡化进程的实质就是水蒸气的构成进程,其原理好像海水受热蒸腾构成云,云在必定条件下遇冷构成雨,而雨是不带咸味的.根据所用动力、设备、流程不一样首要可分设备蒸馏法、蒸汽紧缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等.

冷冻法：冷冻法,即冷冻海水使之结冰,在液态淡水成为固态冰的一起盐被别离出去.冷冻法与蒸馏法都有难以克服的坏处,其间蒸馏法会耗费很多的动力并在仪器里发生很多的锅垢,而所得到的淡水却并不多;而冷冻法一样要耗费很多动力。

太阳能法：人类前期运用太阳能进行海水淡化,首要是运用太阳能进行蒸馏,所以前期的太阳能海水淡化设备通常都称为太阳能蒸馏器.馏体系被动式太阳能蒸馏体系的比如就是盘式太阳能蒸馏器,太阳能具有安全、环保等利益,将太阳能收集与脱盐技能两个体系联系是一种可继续打开的海水淡化技能。

(2)电容去离子实验扩展阅读：

电渗析淡化法是使用一种特别制造的薄膜实现的。在电力作用下，海水中盐类的正离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；负离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。 反渗透淡化法更加绝妙。它使用的薄膜叫“半透膜”。半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。

网络--海水淡化

3. 高中物理电磁学

先答第三个吧

库仑定律：F=kQq/r²

电场强度：E=F/q

点电荷电场强度：E=kQ/r²

匀强电场：E=U/d

电势能：E₁=qφ

电势差:U₁₂=φ₁-φ₂

静电力做功:W₁₂=qU₁₂

电容定义式:C=Q/U

电容:C=εS/4πkd

带电粒子在匀强电场中的运动

加速匀强电场:1/2*mv²=qU

v²=2qU/m

偏转匀强电场:

运动时间:t=x/v₀

垂直加速度:a=qU/md

垂直位移:y=1/2*at₂=1/2*(qU/md)*(x/v₀)²

偏转角:θ=v⊥/v₀=qUx/md(v₀)²

微观电流：I=nesv

电源非静电力做功：W=εq

欧姆定律：I=U/R

串联电路

电流：I₁=I₂=I₃=……

电压：U=U₁+U₂+U₃+……

并联电路

电压：U₁=U₂=U₃=……

电流：I=I₁+I₂+I₃+……

电阻串联：R=R₁+R₂+R₃+……

电阻并联：1/R=1/R₁+1/R₂+1/R₃+……

焦耳定律：Q=I²Rt

P=I²R

P=U²/R

电功率：W=UIt

电功:P=UI

电阻定律：R=ρl/S

全电路欧姆定律：ε=I(R+r)

ε=U外+U内

安培力：F=ILBsinθ

磁通量：Φ=BS

电磁感应

感应电动势：E=nΔΦ/Δt

导线切割磁感线：ΔS=lvΔt

E=Blv*sinθ

感生电动势：E=LΔI/Δt

第一个：

电子电量为库仑(Coul)，1Coul=电子电量。

一、静电学

1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力

，，

由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律。

2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场

，

导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。

平行板间的电场

3.点电荷或均匀带电球体间之电位能。本式以以无限远为零位面。

4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位。

导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。

电位为零之处，电场未必等于零。电场为零之处，电位未必等于零。

均匀电场内，相距d之两点电位差。故平行板间的电位差。

5.电容，为储存电荷的组件，C越大，则固定电位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能，。

a.球状导体的电容，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。

b.平行板电容。故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。

二、电路学

1.理想电池两端电位差固定为。实际电池可以简化为一理想电池串连内电阻r。实际电池在放电时，电池的输出电压，故输出之最大电流有限制，且输出电压之最大值等于电动势，发生在输出电流=0时。

实际电池在充电时，电池的输入电压，故输入电压必须大于电动势。

2.若一长度d的均匀导体两端电位差为，则其内部电场。导线上没有电荷堆积，总带电量为零，故导线外部无电场。理想导线上无电位降，故内部电场等于0。

3.克希荷夫定律

a.节点定理：电路上任一点流入电流等于流出电流。

b.环路定理：电路上任意环路上总电位升等于总电位降。

三、静磁学

1.必欧-沙伐定律，描述长的电线在处所建立的磁场

，，

磁场单位，MKS制为Tesla，CGS制为Gauss，1Tesla=10000Gauss，地表磁场约为0.5Gauss，从南极指向北极。

由必欧-沙伐定律经过演算可推出安培定律

2.重要磁场公式

无限长直导线磁场长之螺线管内之磁场

半径a的线圈在轴上x处产生的磁场

，在圆心处(x=0)产生的磁场为

3.长之载流导线所受的磁力为，当与B垂直时

两平行载流导线单位长度所受之力。电流方向相同时，导线相吸；电流方向相反时，导线相斥。

4.电动机(马达)内的线圈所受到的力矩，。其中A为面积向量，大小为线圈面积，方向为线圈面的法向量，以电流方向搭配右手定则来决定。

5.带电质点在磁场中所受的磁力为，

a.若该质点初速与磁场B平行，则作等速度运动，轨迹为直线。

b.若该质点初速与磁场B垂直，则作等速率圆周运动，轨迹为圆。回转半径，周期。

c.若该质点初速与磁场B夹角，该质点作螺线运动。与磁场平行的速度分量大小与方向皆不改变，而与磁场平行的速度分量大小不变但方向不停变化，呈等速率圆周运动。其中，回转半径，周期，与b.相同，螺距。

速度选择器：让带电粒子通过磁场与电场垂直的空间，则其受力，当时该粒子受力为零，作等速度运动。

质普仪的基本原理是利用速度选择器固定离子的速度，再将同素的离子打入均匀磁场中，量测其碰撞位置计算回转半径，求得离子质量。

6.磁场的高斯定律，即封闭曲面上的磁通量必为零，代表磁力线必封闭，无磁单极的存在。磁铁外的磁力线由N极出发，终于S极，磁铁内的磁力线由S极出发，终于N极。

四、感应电动势与电磁波

1.法拉地定律：感应电动势。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。

感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。

2.长度的导线以速度v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势。若v、B、互相垂直，则

3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。以频率f转动的发电机输出的电动势，最大感应电动势。

变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。

，又理想变压器不会消耗能量，由能量守恒，故

4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为

a.电场的高斯定律

b.法拉地定律

c.磁场的高斯定律

d.安培定律

马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。

e.马克士威修正后的安培定律为

a.、b.、c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度。

。十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。

劳仑兹力。

右手定则：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。

安培定则..http://ke..com/view/163303.htm

左手定则：左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。

把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N极，手背对准S极，

四指指向电流方向（既正电荷运动的方向）

则拇指的方向就是导体受力方向。

第二个：

我觉得在教高二时让学生先阅读一些物理学史方面的内容，不仅让他们对电磁学发展过程有一定了解，同时还能从中感受到人类在科学探索中所表现出来的实事求是和锲而不舍的精神，挺好的。

电磁学的发展简史

我国古代和古希腊，人类从生产实践和日常生活中便了解到电和磁的一些现象和知识。：春秋时代（公元前六百多年）

十三世纪前后。欧洲学术复兴。通过实验研究自然规律蔚然成风。当时得到磁学实验，发现了磁石有两极，并命名为N极和S极，并通过实验证实了异性磁极相吸，同性磁极相斥。一根磁针断为两半时。每一半又各自成为一根独立的小磁针。但这股实验风气，立即遭到教廷中那些僧侣的反对，被压了下去。电和磁的研究又进入了停顿期。

十六世纪。英国：吉尔伯特：发现了电和磁有一些不同的性质。制作了第一只实验用的验电器

1660年，德国工程师盖利克，发明了第一台较大的摩擦起电机，使较大量电荷的获得成为可能。

1729年，英国：格雷：发现了导体和绝缘体具有不同的导电特性，这为电荷的输运奠定了基础。

1733年，法国：杜费：发现了两种性质完全不同的电荷。

1745年：荷兰：物理学家穆欣布罗克：发明了莱顿瓶，为电荷的储存提供了有效的手段，也为电的进一步研究提供了条件。

1747年：美国：富兰克林：在杜费的基础上，引入了正电和负电的规定，为定量研究电现象提供了一个基础，具有重大的意义。他还认为。摩擦的作用是使电从一个物体转移到另一物体，而不是创造电荷；任何一与外界绝缘的体系中，电的总量使不变的。这就是通常所说的电荷守恒原理。

电荷的获得、储存和传递为定量研究电现象提供了充分的条件。在认识了电荷分为正负两种，同性相斥异性相吸后，人们很快便转向研究电荷之间相互作用利的定量规律。

1750年，德国：埃皮诺斯：发现了两电荷之间的相互作用力随其距离的减小而增大的现象，但他没有深入的研究下去给出定量的规律。

1766年：德国：普里斯特利：通过一系列实验证明，带电的空心金属容器内表面上没有电荷，而且对内部空间没有任何电力作用，他做了猜测，认为电荷之间的作用力与万有引力相似，即与他们之间距离的平方成反比。但他仅仅停留在猜测阶段。

1769年：英国：罗宾逊：他通过实验测出两个同种电荷之间的排斥力与距离的2.06次方成反比，他进一步猜想正确的应当使平方反比关系。

但他和普里斯特利的工作都没有受到当时科学界的足够重视。

1785年，法国：库仑：设计了精巧的扭秤实验，才直接测定了两个静止的同种点电荷之间的斥力与他们之间距离的平方成反比，与他们的电量乘积成正比。经过不断的探索，他又用电扭摆实验对吸引力测出了相同的结果。至此，库仑定律得到了世界公认，从而开辟了近代电磁理论研究的新纪元。

（值得一提的是：在此之前1773年，英国科学家卡文迪许用数学方法得出了类似关系，但他得成果未公开发表，一直到1879年，才由英国物理学家麦克斯韦整理。注释出版了这些手稿）

1800年，意大利：伏打：制成了伏打电堆，这便是电池得原型。有了稳定得电源，就为人类从研究静电现象过渡到研究动电现象提供了坚实得技术基础。

实不相瞒，以上内容是我在网上搜索到的，因为这些比较琐碎和专业化的必须回答到位，第四个问题答案是我自己拟的，希望能帮到楼主

电源分为许多种，比如我们常用的锌－锰干电池，最初的伏打电池，现在的锂离子电池，氢-氧燃料电池，太阳能电池……

高中没必要了解太多，但化学电池的知识还是需要知道的，化学电池又叫原电池，是把化学能转化为电能的装置，分为正极，负极和电解液。电解液一般是电解能力较强的电解质溶液，例如NaCl溶液，CuSO4溶液等，负极一般是金属性较强的金属，负极是非金属或者金属性不太强的金属。

在原电池放电时，负极失去电子，电子从外电路流向正极，负极材料化学价升高，变为离子进入电解液（这是以金属为电极材料的原电池，不是以金属的与之原理相似，也是失去电子化学价升高，例如氢-氧燃料电池中负极为氢气失去电子成为氢离子H+）,正极则得到从外电路的电子，电子达到正极时，溶液中的阴离子与之结合化学价降低，或者生成气体或者是负极材料得到电子，从而形成稳定的电流。

例如，

锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。

电池符号：（－）Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2（+）

总电池反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)

如果我的回答还不能满足楼主需要的话，请参考

1，电磁学http://ke..com/view/19690.htm

2，电池http://ke..com/view/17046.htm

4. １．介电常数与电容的关系（定量）２．电介质的极化

电容器两极板中间的绝缘物质叫电介质,不同材料的电介质的介电常数不同,空气近似是1,其他大于1,所以极板间插入电介质比不插入时的电容大.公式C=εS/4πkd ε就是电介质的介电常数．

5. 超级电容、锂电池和镍氢电池有什么区别对充电的要求有什么不同

镍氢电池有记忆效应，最好完全充放电。锂电池没有记忆，可以随用随充。超级电容电池正在研发，可以随用随充，充电更快，寿命更长。

6. 键能和晶格能的区别是什么啊

键能： 在自然界中能量的形式多种多样，如光能、热能、电能、机械能和化学能等。在生命体系中，只有化学能可以被直接作为用来做功的能源，而其他形式的能量则是起激发生物体做功的作用。例如，它们可以分别激发动物的平衡感觉、视觉、温觉、痛觉和味觉等。提供给生物体做功的化学能，可以来自因水解等化学反应而造成生物分子化学键断裂产生的能量，也可以来自因离子浓度梯度变化而得到的能量。 对生物体来说，储藏在化学键中的能量是一种重要的自由能。所谓自由能，就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去，这些热不能再被用来做功。不管怎么说，所有形式的能量最终都要转化为热能，因此能量的测度通常采用热的单位，如千焦（kJ）、千卡（kcal）。生物分子中化学键能的大小与许多因素有关，其中主要的因素是被键连接在一起的原子间电负性差异。具有较小键能的键容易被破坏，即这种键本身较弱、较不稳定。在每一生物化学反应中都以ΔG0’表示特定的标准自由能变化，“+”号表示能量并未丧失而是储藏在产物中，“-”号表示能量从反应系统中释放出来。 化学键能指1.01*10^5Pa和25摄氏度下（常温常压下），将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需要的能量（单位为KJ.mol-1）键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。 （注：键能大小并不能被用于表示物质能量多少，而只表示物质与达到活泼态时自由能之差） 注：物质的化学键能越大，则能量越小。 晶格能： 晶格能又叫点阵能。它是在反应时1mol离子化合物中的阴、阳离子从相互分离的气态结合成离子晶体时所放出的能量。 晶格能也可以说是破坏1mol晶体，使它变成完全分离的气态自由离子所需要消耗的能量。 标准状况下，拆开单位物质的量的离子晶体使其变为气态组分离子所需吸收的能量，称为离子晶体的晶格能。 用化学反应式表示时，相当于下面反应式的焓变的负值。 a Mz+(g) + b Xz-(g)→ MaXb(s) U=-ΔH 晶格能的数值有两个来源。 第一是理论计算值。它是根据离子晶体模型，考虑其中任一离子跟周围异号离子间的吸引作用，以及跟其他同号离子间的排斥作用推导出下列近似公式计算得到的。 式中Z是离子价数，R0是一对离子间的平均距离，A是跟一定的晶格类型有关的常数，NA是阿夫加德罗常数，m是跟离子的电子层构型有关的常数，它的值可取5～12，ε0是真空电容率（8.85419×10-12库-2·牛-1·米-2）。例如，氯化钠晶体的Z+=Z-=1，R0=2.814×10-10m，m=8，A=1.7476，代入上述公式可得U=755kJ/mol。 第二是热化学实验值。设计一个热化学循环，然后根据实验测得的热化学量（如生成热、升华热、离解热、电离能、电子亲合势）进行计算。 影响晶格能大小的因素主要是离子半径、离子电荷以及离子的电子层构型等。离子化合物都有较高的熔点和沸点，这是和它们离子晶体有很大的晶格能有关。由于UMgO＞UNaF，MgO的熔点（2800℃）比NaF的熔点（988℃）高得多。 晶格能的大小决定离子晶体的稳定性，用它可以解释和预言离子晶体的许多物理和化学性质。例如，根据晶格能大小可以求得难以从实验测出的电子亲和势，可以求得离子化合物的溶解热，并能预测溶解时的热效应。 晶格能越大，表示离子键越强，晶体越稳定。 晶格能越大，熔化或破坏离子晶体时消耗的能量就越大，相应的熔点就越高，硬度就较大。亚铜离子为18电子构型，钠离子为8电子构型，亚铜离子的极化作用大于钠离子，所以共价键成分更多，晶格能更小，熔沸点更低。因此UCu2S<UNa2S

7. 关于离子

电子，夸克！

8. 电容去离子是个神马

超级来电容是通过物理原理做的源电池，而二次电池多是用化学原理做的化学电池。所以两者本质上就是两回事，一个是物理上的电荷转移，一个是把化学能转变成电能。 使用上，超级电容内阻更小，所以瞬间放出的电流可以更大。

9. 请问超纯水和去离子水是不是一回事

不是一回事。

超纯水和去离子水的区别：

1、概念不同

去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质。”

超纯水（Ultrapure water）又称UP水，是指电阻率达到18 MΩ*cm（25℃）的水。这种水中除了水分子外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物，当然也没有人体所需的矿物质微量元素，也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水。

2、制备不同

超纯水：

在原子光谱、高效液相色谱、超纯物质分析、痕量物质等的某些实验中，需要用超纯水，超纯水的制备如下：

（1）加入少量高锰酸钾的水源，用玻璃蒸馏装置进行二次蒸馏，再以全石英蒸馏器进行蒸馏，收集于石英容器中，可得超纯水。

（2）使用强酸型阳离子和强碱型阴离子交换树脂柱的混合床或串联柱。可充分除去水中的阳、阴离子，其电阻率达10 Q·cm的水，俗称去离子水，再用全石英蒸馏器进行蒸馏，收集可得超纯水。

去离子水：

去离子水是通过离子交换树脂除去水中的离子态杂质而得到的近于纯净的水，其生产装置设计的合理与否直接关系到去离子水质量的好坏及运营的经济性。

3、用途不同

超纯水的用途：

电子、电力、电镀、照明电器、实验室、食品、造纸、日化、建材、造漆、蓄电池、化验、生物、制药、石油、化工、钢铁、玻璃、化工工艺用水、化学药剂、化妆品、

单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装 、引线柜架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件 、电容器洁净产品及各种元器件、高压变电器的清洗等

去离子水的用途：

实验室、化验室用水，一般实验室的常规试验、配置常备溶液、清洗玻璃器皿等；电子工业生产，如显像管玻壳、显像管、液晶显示器、线路板、计算机硬盘、集成电路芯片、单晶硅半导体等；电力锅炉，锅炉所需软化水、除盐；

汽车、家用电器、建材表面涂装、电镀、镀膜玻璃清洗等；石油化工行业,化工反应冷却水、化学药剂、生产配液用水等；工业纺织印染、钢铁清洗用水等；食品、饮料、酒类、化妆品生产用水；海水、苦咸水等净化。

10. 石墨烯超级电容器原理

一、成本问题。用 [公式] 模板，然后采用 CVD 工艺用 [公式] 做碳氮源，长出石墨烯材料，再用氢氟酸腐蚀掉模板，得到三维石墨烯块材料的工艺，确实其成本太高工业化生产难以接受。能否采用其它已有的成熟工艺降低成本呢？这是有可能的。例如：采用溶胶凝胶法用石墨烯微片低成本地制备石墨烯气凝胶三维块。众多的研究文献已公开了这方面的技术，浙江大学高超及中科院金属所成会明研究的三维石墨烯气凝胶制备技术是可以参考的。但是，采用溶胶凝胶法实现低成本的关键，是如何低成本地制备石墨烯微片。现广泛采用化学液相机械剥离法制备二维的氧化态石墨烯微片成本高，还存在使用化学材料对环境影响大、需将石墨烯还原处理工艺长导电性下降、二维微片易粘结成团等等问题。

二、氮化处理对环境的影响问题。若工业化生产中采用实验室中常用的浓硝酸处理氮化工艺，确实环评很困难通过，必须找到更好的氮化工艺工业化。

三、能量密度问题。能量密度是超级电容器的“死穴”。为提高超级电容器的能量密度，国内外都投入了大量的资金和人力在研究。但是，国内外研究的路线，基本是研究新型电极材料以提高电极的比容量，或研究于电极表面产生化学反应的复合型电极，中科院上海硅酸盐所的超级电容器公开之前，超级电容器的能量密度问题还没见突破性进展。通常超级电容器的碳电极的比容量小于250F/g，目前已知最高比容量的材料为氧化钌，其比容量为 900F/g。但氧化钌的价格太贵，工业生产中不可能应用。黄富强研究员等采用氮化技术将石墨烯电极的比容量提高至 855F/g，是目前已报导的高比容量材料的最高水平。

接着，我们从实业的角度来看，宁波中车新能源科技在超级电容单体已经量产了五款产品用在电车上，虽然能量密度最大为 40Wh/kg，但总是比 2015 年的 10.7Wh/kg 有了突破。

我们去年也投入石墨烯超级电容的开发，使用的多孔洞石墨烯具有 350F/g 之比电容，选择使用水系电解液，因水系电解液之电位窗只有 1V，改用有机电解液制造超级电容可以有效扩大电位窗，提升能量密度。水系电解液和有机电解液适用的石墨烯不太一样，在有机电解液中，石墨烯之官能基要尽量去除。

另外，对电动载具而言，体积电容量（F/cc）比克电容量（F/g）更为重要。石墨烯可快速充放电并有高克电容量（F/g），但是体积电容（F/cc）很低，因其压实密度太低。反之，活性碳具有高的体积电容（F/cc），因其压实密度大；但快速充放电效能差。故我们选择多孔石墨烯搭配活性碳来提高电极活物的密度，能有效提升体积电容。左图是每公斤能量与功率，右图是每公升能量与功率。碳材是氮掺杂多孔石墨烯搭配活性碳，使用有机系电解液（2.5V）。