⑴ 香港城市大学曾志远课题组Adv. Mater.: 利用紧密MoS2 纳米层状膜实现额外体积脱盐容量
研究报道了一种具有纳米通道、紧密堆叠结构的1Tʹ-MoS2纳米层状膜,在电容去离子(CDI)实验中表现出优异的体积脱盐容量。使用先进材料科学与工程系及海洋污染国家重点实验室的科研设备,研究团队成功制备了具有理想电化学行为的EDLC纳米层状膜,该膜在1000 mV s-1扫描速率下表现出高体积比电容,同时具有较低的电荷转移电阻。在电容去离子实验中,该膜的体积脱盐容量高达65.1 mgNaCl cm-3,显示了其在海水淡化和淡水供应中具有巨大的潜力。
1Tʹ-MoS2纳米层状膜的制备通过电化学锂插层剥离和真空抽滤法实现,制备的纳米片和纳米层状膜具有紧密的层状结构和理想的电化学性质。通过拉曼、XRD和XPS表征技术,确认了纳米层状膜的成功制备。在电化学性质测试中,纳米层状膜显示出接近矩形且对称的曲线,表明其具有出色的EDLC行为,并且在不同扫速下仍具有稳定且出色的性能。理论分析揭示了1Tʹ-MoS2纳米层状膜在热力学上比2H相更有优势,离子水合和通道限域在离子吸附中起到关键作用。纳米层状膜中的动态离子存储机制使得1Tʹ-MoS2层间的阳离子吸附导致纳米通道的扩展,从而提高脱盐容量。
综上所述,1Tʹ-MoS2纳米层状膜展现出高体积脱盐容量、快速充放电能力、低电化学阻抗、高活性面积、稳定的循环性能和高吸附容量等卓越性能。这些特性使得1Tʹ-MoS2纳米层状膜成为用于小型化CDI脱盐系统的先进纳米层状材料。此外,研究团队在相关领域开展了多项合作研究,包括插层在2D材料中的原位成像和光谱技术、基于插层剥离技术制备原子薄层材料、高产率生产单或少层过渡金属二硫化物纳米片、二维TMDCs材料在水净化中的应用等,展现了该课题组在材料科学领域的广泛研究和创新。
⑵ 在超纯水这块:EDI和混床有什么区别吗
EDI技术是将电渗析和离子交换相结合的除盐新工艺,该设备取电渗内析和混床离子交换容两者之长,弥补对方之短,即可利用离子交换做深度处理,且不用药剂进行再生,利用电离产生的H+和OH-,达到再生树脂的目的。
混床,就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。
此2种设备常用于工业超纯水设备中反渗透设备后续处理系统中,EDI不需要再生,进水有一定的要求,运行中会产生一定的浓缩水。混床运行中不会产生废水,但树脂吸附饱和后需再生,再生时会产生一定的废水。EDI的产水还达不到生产要求的情况下,常规的EDI后面会增加一套采用核子级树脂的混床,核子级树脂混床不可再生,但处理后的水质很好。
⑶ CDICDI水处理技术
CDI水处理技术是一种无污染、低耗能、高附加价值的水处理技术,利用电容器的结构与充放电原理,通过静电吸附进行水质浮化、污染防治或海水淡化。其特点在于非破坏性的物理过程,能有效去除水中的带电物质,如重金属、负离子与酸根,达到环保要求。CDI技术在产生纯水的同时,还能直接回收30%以上的去离子用电及水中有用的离子,如电镀液中的贵重金属与海水中的锂、镁,与常用的逆渗透技术相比,CDI技术具有较低成本、较低耗电、较高水回收率及无二次污染的优势。
CDI水处理技术的环保特点在于其前后处理与再生过程不使用化学品,离子(盐)可回收,对环境无任何冲击。CDI技术的优势在于省电、节水、无污染、资源再利用及最低的造水成本,使其在世界水市场中崭露头角。未来CDI水处理技术的应用前景广阔,不仅可用于自来水净化、海水淡化、废水处理及水产养殖,还能应用于:
制造海洋深层水,供开发海产食品与高档化妆品,满足高端市场需求。
电容洗肾机,缩短洗肾时间,进入高利润的医疗市场,提供更高效、环保的医疗解决方案。
综上所述,CDI水处理技术以其独特的环保特性、高效能与广泛应用前景,正逐渐成为水处理领域的明星技术,为解决全球水资源问题、促进可持续发展提供了有效途径。
现在很多国产摩托车都喜欢在车上标注“CDI”三个英文字母,不少购车者也十分注重CDI,认为标注CDI的车辆才有档次。 众所周知,发动机运行必需用高压电点火,传统的方法是用触点开关的方式将点火线圈的磁电路接通或切断,使点火线圈两个初、次级线圈发生感应电动势而产生高压电。而CDI采用电容器和可控硅二极管电路形式代替触点开关等机械形式,即无触点点火。
⑷ 电镀去离子水设备有哪些工艺流程
电镀去离子水设备也叫EDI电除盐模块,常用来处理超纯水。专
处理属超纯水一般工艺是采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理四大步骤,多级过滤、高性能离子交换单元、超滤过滤器、紫外灯、除TOC装置、EDI电除盐装置、抛光混床单元等多种处理方法,电阻率方可达18兆欧以上。
电镀去离子水设备工艺流程:
原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备
→EDI模块→混床(复床)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点
⑸ 工业生产中为什么要用纯水清洗材料
edi水处理模块是超纯水装置中重要组成部分,制水纯度的高低直接受到离子水设备edi膜块运行状态的影响,所以必须对EDI膜块进行定期维护清洗,确保设备长期稳定运行。
超纯水edi清洗操作流程概述
独立循环清洗程序
1、排空清洗系统。
2、若是使用直通清洗方法,则不能在开始清洗之前或在清洗步骤之间排空 EDI系统(如果已工作超过一个步骤)。若是使用再循环清洗方法,则在开始清洗之前或在清洗过程中排空EDI系统(如果已工作超过一个步骤)。
3、通过关闭 EDI系统淡水进口,淡水出口,淡水冲洗出口,浓水排放,及极水出口阀将 EDI系统与上游及下游隔离开。
4、通过关闭浓水进口隔离阀来将浓水管线与淡水和极水管线隔离开。
edi超纯水处理设备清洗程序
清洗程序 1: 浓水管线清洗及消毒。
清洗程序 2: 淡水管线清洗及消毒。
清洗及消毒模式
1、首选清洗模式:直通,逆流(低及 高 pH值都可);再循环(氧化剂)。
2、可选清洗模式: 再循环,或直通,顺流(低及高 pH值都可)。
注意: 由于硬度结垢几乎完全发生在浓水室和极水室,淡水室的低PH清洗并不常用。在极端严重结垢或十分混乱的条件下,需要保留淡水室的低PH清洗。
清洗程序 3: 极水管线清洗及消毒。
清洗及消毒模式
1、直通逆流(低及 高 pH值都可)再循环(氧化剂)。
2、可选清洗模式: 再循环,或直通,顺流(低及高 pH值都可。
⑹ cdi与水反应的方程式
【名称】N,N-Carbonyldiimidazole, N,N-碳酰二咪唑
【分子式】 C7H6N4O
【分子量】162.15
【CA登录号】[530-62-1]
【缩写和别名】CDI,CO(Im)2
【物理性质】mp 117~122 oC。溶于极性有机溶剂,通常在CH2Cl2、THF或者乙腈中使用。
【制备和商品】该试剂在国内外化学试剂公司有销售。实验室可以按照标准的实验步骤以光气和咪唑为原料来制备[1]。
【注意事项】该试剂对湿气非常敏感,建议在干燥阴凉处储存。
COD工作原理
电容吸附去离子技术通过施加静电场强制离子向带有相反电荷的电极处移动,系统运行时周期性地对溶解于水中的离子和其他带电物质进行吸附和脱附,从而实现水的净化。
离子吸附阶段,系统电极通过直流电场极化,带负电荷的电极吸附阳离子,而带正电荷的电极吸附阴离子,脱除离子的水排出系统。
系统再生阶段,系统电极逆向极化,上一阶段吸附的离子从电极脱附并于接下来的冲洗阶段随少量冲洗水排出形成浓缩液。
⑺ 海水淡化的方法
蒸馏法
蒸馏法虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原旦如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带的咸味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。
反渗透法
通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一个大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。
太阳能法
人类早期利用太阳能进行海水淡化,主要是利用太阳能进行蒸馏,所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。蒸馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器,人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便,至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比,太阳能具有安全、环保等优点,将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
⑻ cdi是什么 cdi是什么东西
cdi通常指电容放电式点火系统,于1950年开始萌芽,属于电子点火系统,常用于汽车、摩托车、电锯等高转速的引擎中,提供所需电量。此外,cdi还有N'N-羰基二咪唑、JAVA中的上下文和依赖注入、电容去离子技术等意思。
⑼ 电去离子的工业应用和市场需求
最近几年电去离子在各个工业领域都越来越受重视,许多工业系统开始采用电去离子作为其水处理系统的更新换代技术,如电力工业、制药工业、微电子工业、电镀与金属表面处理等。 虽然药用水的特点是并不要求很高的去离子程度,但电去离子系统具有同时去盐和控制微生物指标的特点,因此已有多家企业采用RO/EDI集成系统。据称该类系统性能稳定,全流程计算机连续监控,全自动操作无人值守。
电去离子法(Electro deio?nization),简称EDI,是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺,属高科技绿色环保技术。它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生,集中了电渗析和离子交换法的优点,克服了两者的弊端。 EDI技术结合了两种成熟的水处理技术-电渗析技术和离子交换技术,我国称此为填充床电渗析或电去离子技术。它主要替代传统的离子交换混床来生产高纯水,环保特性好,操作使用简便,愈来愈多地被人们所认可,也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广,至今,国际上已有3千多套EDI装置在运行,总容量已超过3万m3/h。
连续电除盐(EDI,Electro deio nization或CDI,continuous electrode ionization),是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子,同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下,分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。这一过程离子交换树脂是电连续再生的,因此不需要使用酸和碱对之再生。这种新技术可以替代传统的离子交换装置,生产出高达18.2MΩ .cm(25℃)的超纯水。EDI是利用阴、阳离子膜,采用对称堆放的形式,在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂,分别在直流电压的作用下,进行阴、阳离子交换。而同时在电压梯度的作用下,水会发生电解产生大量H+和OH-,这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子不断地进行了再生。由于EDI不停进行交换--再生,使得纯水度越来越高,所以,轻而易举的产生了高纯度的超纯水。
EDI(电除盐系统)工作原理
高纯度水对许多工商业工程非常重要,比如:半导体制造业和制药业。以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。然而,膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。如电除盐过程(EDI)之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。而且,膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多,并不需要酸、碱再生及废水中和。EDI处理过程是膜处理过程中增长最快的业务之一。EDI是带有特殊水槽的非反向电渗析(ED),这个水槽里的液流通道中填充了混床离子交换树脂。EDI主要用于把总固体溶解量(TDS)为1-20mg/L的水源制成8-17兆欧纯净水。
EDI系统装置关于进水的注意事项:
进水必须符合反渗透直接透过水的水质,
·需要避免物理、化学和生物污染;
·物理污染PVC碎片、金属碎屑;污垢,尘土;焊渣;树脂颗粒等,
·化学污染、氧化剂,如氯气;多价阳离子,如铁、锰等;环氧树脂及玻璃钢容器制作过程中所用的硬化剂。
·污染物的来源:敞开式储罐,脱气塔;
没有在EDI前配过滤器的软化器等。
EDI系统装置出水水质标准
采用RO装置出水作为EDI给水,在一般情况下,EDI装置的出水水质其电阻率都能达到16 MΩ·cm,有的甚至接近18 MΩ·cm。采取一些特殊的措施,还可使EDI装置的出水电阻率接近于18.2 MΩ·cm的理论纯水标准。然而,对EDI装置出水电阻率指标的追求,应根据需要,要有经济观点,要从实际出发,不是愈高愈好。对于电子行业来说,用EDI装置直接获得18.2 MΩ·cm高纯水,可不必再在EDI装置后采用抛光混床处理,比较方便;对于发电行业,为用EDI装置处理锅炉补给水系统来说,只需获得5 MΩ·cm的纯水就可以了。从占EDI装置所处理的总水量的多少来看,像电子行业这种对水质要求高的用户,只占20% 左右;而对水质要求不高如发电行业作为锅炉补充水来说,要占60% 以上;对其它用户,它们对水质要求也不高,大致与发电行业相仿,也占20%。因此从满足大多数的80% 用户来考虑,只需EDI装置出水在5 MΩ·cm以上就可以了。
国产的EDI装置,可能由于制造技术和材料方面的原因,也可能由于用户对EDI技术不熟悉或其他方面的种种原因,运行中的EDI装置出水从15 MΩ·cm以上逐渐下降,直到出水不能满足用户要求,不能长期稳定在10 MΩ·cm,以上。针对国内离子交换膜的性能不如国外,对EDI工艺的掌握不如国外,以及对其他一些因素的考虑,提出新型结构的EDI装置出水电阻率以稳定在10 MΩ.cm为宜:稳定在10 MΩ·cm为优质品,稳定在5 MΩ·cm为合格品。采用这样的定位就可以满足80% 绝大多数用户的需求。 EDI装置是应用在反渗透系统之后,取代传统的混合离子交换技术(MB-DI)生产稳定的去离子水。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点:
1、占地空间小,省略了混床和再生装置;
2.产水连续稳定,出水质量高,而混床在树脂临近失效时水质会变差;
EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,最高可达18MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。
3.运行费用低,再生只耗电,不用酸碱,节省材料费用;
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2.4元左右,常规混床吨水运行成本在2.7元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。
4.环保效益显著,增加了操作的安全性;
EDI属于环保型技术,离子交换树脂不需酸、碱化学再生,节约大量酸、碱和清洗用水,大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放,属于非化学式的水处理系统,它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放,因而它对新用户具有特别的吸引力。
三、技术性能
EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件。以下是保证EDI正常运行的最低条件。为了使系统运行效果更佳,系统设计时应适当提高这些条件。
EDI进水指标
为防止装置出现污堵,减少其运行寿命,EDI对进水水质有一定的要求,一般采用RO的渗透水作为进水。