22861

بررسي ساخت و عملكرد يك سيستم نمك‌زدايي به روش يون‌زدايي خازني هيبريدي

كارشناسي ارشد

سراميك

1395

1398/11/20

دكتر علي بيت الهي

مواد و متالورژي

در سال هاي اخير يون‌زدايي خازني به عنوان يكي از روش هاي موثر در نمك‌زدايي از آب هاي لب‌شور مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش تلاش بر آن شده است كه با بررسي عملكرد اين روش در مقياس آزمايشگاهي و ايجاد تغييراتي بر آن، علاوه بر شناخت بهتر اين روش نوين، عملكرد آن بهبود بخشيده شود. در قسمت اول فعاليت انجام شده در اين پژوهش، الكترود هاي ساخته شده از كربن فعال تجاري در فرايند يون‌زدايي خازني ميان گذر با شرايط جريان ثابت مورداستفاده قرار گرفت. براي اندازه گيري مقدار نمك جذب شده در طي اين آزمايش از محلول mM 10 سديم كلريد، دبي ورودي ml/min20, حدولتاژ 0.8 ولت و چگالي جريان A/g 0.1 استفاده گرديد. بازده جذب اين نوع الكترود ها برابر با mg/g 4.5 بود. قسمت دوم شامل سنتز ماده هگزاسيانو فرات آهن بود. به‌منظور بهبود عملكرد الكتروشيميايي اين ماده از روش سنتز هم رسوبي و از ماده اوليه Na4Fe(CN)6 استفاده گرديد. همچنين به‌منظور بررسي تغيير مورفولوژي ماده سنتز شده از مكعبي به كروي از روش اچ كردن در دماي بالا به همراه PVP استفاده شد. در قسمت سوم فعاليت انجام شده، عملكرد سلول يون‌زدايي خازني هيبريدي متشكل از يك الكترود كربن فعال و يك الكترود هگزاسيانوفرات آهن مورد بررسي قرار گرفت به طوريكه در حد ولتاژ V 0.8 و چگالي جريان A/g 0.1 بازده جذب برابر با mg/g 33 بود. همچنين اثر تغيير مورفولوژي بر بازده جذب در چگالي جريان A/g 1 مورد بررسي قرار گرفت. به‌گونه‌اي كه بازده جذب در چرخه اول شارژ براي سلول متشكل از هگزاسيانوفرات كروي و مكعبي به ترتيب برابر با mg/g 17 و mg/g 15.4 بود. در ادامه عملكرد الكتروشيميايي الكترود هاي ساخته شده توسط آزمون ولتامتري چرخه اي و شارژ-دشارژ موردبررسي قرار گرفت.

1399/09/16

Investigation of construction and performance of a desalination system by hybrid capacitive deionization method

2/9/2020 12:00:00 AM

In recent years, capacitive deionization has been considered as one of the effective methods in desalination of freshwater. In this study, an attempt has been made to improve the performance of this method by examining the performance of this method on a laboratory scale and making changes to it, in addition to better understanding this new method. In the first part of the activity in this research, electrodes made of commercial activated carbon were used in the process of capacitive de-ionization in the middle passage with constant current conditions. To measure the amount of salt adsorbed during this experiment, 10 mM sodium chloride solution, input flow rate of 20 ml / min, voltage limit of 0.8 volts and current density of 0.1 A / g were used. The adsorption efficiency of this type of electrode was 4.5 mg / gThe second part involved the synthesis of hexacyanate iron ferrate. In order to improve the electrochemical performance of this material, co-precipitation synthesis method and Na4Fe (CN) 6 raw material were used. Also, in order to study the morphological change of the synthesized material from cube to spherical, high temperature etching method with PVP was used. In the third part of the activity, the performance of a hybrid capacitive ionization cell consisting of an activated carbon electrode and an iron hexacyanoferrate electrode was investigated so that at a voltage of 0.8 V and a current density of 0.1 A / g, the absorption efficiency was 33 mg / g.. The effect of morphological change on the adsorption efficiency on the current density A / g 1 was also investigated. The adsorption efficiency in the first charge cycle for the cell consisting of spherical and cubic hexacyanoferrate was 17 mg / g and 15.4 mg / g, respectively. Then, the electrochemical performance of the electrodes made by cyclic voltammetry and charge-discharge test was investigated.