【论文链接】
https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.134845
【作者单位】
重庆大学
【论文摘要】
流动电极电容去离子技术（FCDI）是一种高效且低能耗的离子分离技术。然而，石墨（GP）通道中电路的导电连接不佳以及不可避免的流动电极（FE）沉积物阻碍了FCDI的应用。在此，采用了一种简单的电化学聚合方法来构建聚苯胺-石墨（PGP）复合材料集流体。PGP-FCDI的平均盐去除率（ASRR）比GP-FCDI提高了1.46倍。PGP-FCDI的欧姆电阻为3.5 Ω，远低于GP-FCDI的12.9 Ω。聚苯胺的高导电性提供了额外的导电位点，从而提高了电荷传输效率。此外，复合材料改变了石墨表面的极性，破坏了石墨与活性炭之间的静电相互作用。因此，电极沉积物减少了15%。此外，PGP-FCDI在连续去离子循环后性能保持稳定。
这些新特性显著提高了FCDI的去离子性能和长期稳定性。
【实验方法】
构建聚苯胺-石墨复合材料集流体联系电话：19921272900
聚苯胺（PANI）通过标准三电极体系在恒电位条件下电聚合到石墨集流体（GP-CC）表面，其中GP-CC的导电面积为58×45 mm²，用作工作电极，铂片用作对电极，饱和甘汞电极（SCE）用作参比电极。聚合溶液中含有硫酸根离子（SO₄²⁻）。在聚合反应过程中，相对于SCE的电位为0.8 V。通过改变聚苯胺的用量和结构来优化复合集流体的性能，采用不同的聚合时间进行实验。根据聚合时间（5、15、30分钟），三种不同的集流体分别标记为5-PGP、15-PGP和30-PGP。
【图文摘取】
官网：yuanjuxing.com
上海源聚兴机电
【主要结论】
在这里，合成了一种新型的聚苯胺-石墨复合材料集流体（PGP-CC），以优化流动电极电容去离子（FCDI）系统的脱盐效率。这种新型PGP-CC的通道表面光滑，并且具有丰富的导电位点。电化学测试结果表明，GP-FCDI系统的欧姆电阻大约是PGP-FCDI系统的3.6倍。PGP-FCDI系统的脱盐测试结果表明，通过调整工作电压和流动电极（FE）的碳含量，其平均盐去除率（ASRR）和电容效率（CE）始终高于传统的石墨集流体（GP-CC）。当碳含量分别为2%、5%和10%时，PGP-FCDI的ASRR分别是GP-FCDI的2.87倍、1.71倍和1.61倍。此外，在GP-FCDI和PGP-FCDI中，电极沉积物的比例分别可以达到13.1%和5%。最后，经过连续十次脱盐实验循环后，PGP-FCDI仍然能够保持稳定的性能，这表明这种新型集流体能够稳定工作。这项工作提供了一种新型的集流体，并证明了通过优化流道的导电性和表面光滑度，可以有效提升FCDI的脱盐性能。
这将是一种有效的方法，用于延缓FCDI系统在大规模和长期稳定运行过程中性能的退化。
