本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，特別涉及電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊的制備方法。
背景技術(shù)：
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電容去離子(CDI)又稱電吸附技術(shù)(EST)，其基本原理是基于電化學(xué)中的雙電層理論，利用帶電電極表面的電化學(xué)特性，來實(shí)現(xiàn)水中帶電粒子的吸附和去除、有機(jī)物的分解等目的。CDI具有運(yùn)行成本低、無需添加藥、無二次污染、對(duì)進(jìn)水質(zhì)要求低、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單、脫鹽率可調(diào)、水回收率高和設(shè)備壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
活性炭(AC)具有較大的比表面積和非常好的化學(xué)穩(wěn)定性，是目前使用最為廣泛的CDI電極材料，通常CDI電極一般由活性炭、導(dǎo)電劑(石墨化炭黑)和粘合劑通過模壓或涂布制成。活性炭作為最廉價(jià)的碳基電極材料，是最有希望進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的電極材料。但活性炭電極本身電阻過大和存在傳質(zhì)阻力等缺陷限制了其的應(yīng)用。此外，碳電極普遍存在著一個(gè)致命的問題是不能自支撐作為獨(dú)立電極使用。在制作電極過程中不可避免地對(duì)粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑以及集流體等物質(zhì)的使用，這些物質(zhì)將會(huì)堵塞傳統(tǒng)碳材料的大部分孔徑，降低了電流效率，電極的電導(dǎo)率也受到影響，從而降低除鹽效率以及吸附量。
美國專利(US 6787235B2)報(bào)道了一種無定型活性炭成塊材料的制備方法及其用途，經(jīng)過高溫高壓處理制得的活性炭塊可以切割成需要的形狀，具有高的比電容，可用于電容去離子技術(shù)領(lǐng)域。但是此種方法由于不含導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，因而材料的導(dǎo)電性和成塊性不是很好。
中國專利(CN101369492A)報(bào)道了一種高能比超級(jí)電容電極材料的制造方法，將多孔碳、導(dǎo)電劑和聚四氟乙烯進(jìn)行研磨混合，然后用碾壓機(jī)進(jìn)行高能碾壓制得復(fù)合電極材料。這種電極材料的額制備方法簡(jiǎn)易，但是摻入的聚四氟乙烯粘結(jié)劑將堵塞多孔碳孔道，且降低電極的導(dǎo)電性能。
中國專利(CN105185599A)報(bào)道了一種多孔碳層/石墨烯層/多孔碳層的層狀結(jié)構(gòu)的超級(jí)電容碳復(fù)合材料。將酚醛樹脂或生物質(zhì)原料與水混合，加入氧化石墨烯和無機(jī)或有機(jī)胺，再經(jīng)水熱法得到前驅(qū)體，最后再將前軀體加熱進(jìn)行高溫活化。所得的碳復(fù)合材料可用于超級(jí)電容電極材料，能夠有效提高超級(jí)電容的容量。但是此種方法使用的石墨烯原料非常昂貴，而且電極復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度不是很好。
中國專利(CN105261490A)報(bào)道了一種電池電容電極漿料的制備方法，導(dǎo)電劑、超級(jí)電容電極材料加入到粘結(jié)劑的膠液中，通過機(jī)械攪拌制得電容電極漿液，漿液通過涂布方法即可制得電極材料。這種電極材料的額制備方法簡(jiǎn)易，但是摻入的聚四氟乙烯粘結(jié)劑將堵塞多孔碳孔道。
中國專利(CN103570107A)報(bào)道了一種電吸附脫鹽用電極材料的制備方法，將活性炭纖維粉末和石墨加入到酚醛樹脂溶液中，制得漿液，然后將漿液壓片成型，然后放入電爐中活化。這種方法制得的電極材料導(dǎo)電性和比電容都非常好。但是活性炭纖維的成本太高，而且電極材料強(qiáng)度不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是，提供一種導(dǎo)電性好、比表面積大和比電容高的活性碳電極塊的制備方法，電極中無粘結(jié)劑殘留，電極整體性好，機(jī)械強(qiáng)度高，可切割成各種所需的形狀。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊的制備方法，所述方法為：
取活性炭、粘結(jié)劑、碳纖維、膨脹石墨粉、導(dǎo)電碳黑為原料，經(jīng)過混合、成型、焙燒、機(jī)械加工、活化，制得所述電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊；
所述活性炭、粘結(jié)劑、碳纖維、膨脹石墨粉、導(dǎo)電碳黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為活性炭粉末60～90％，粘結(jié)劑8～25％，碳纖維0.5～2.5％、膨脹石墨1～10％、導(dǎo)電炭黑2～10％。
所述的活性碳可以是煤瀝青基活性炭粉末、木材基活性炭粉末、竹纖維基活性炭粉末或果殼基超級(jí)電容專用活性炭粉末，粒徑為5～100μm，比表面積1500～2000m2/g。
所述的粘結(jié)劑為煤瀝青、腐植酸鈉鹽、聚乙烯毗咯烷酮、羥甲基纖維素鈉、酚醛樹脂或聚乙烯醇縮丁醛中的一種或兩種以上。粘結(jié)劑的分子量越小，對(duì)活性炭微孔的堵塞越嚴(yán)重；
所述的碳纖維為直徑5～10μm，長(zhǎng)度為1mm～100mm的短切碳纖維，纖維表面不含上漿劑；
所述的膨脹石墨粉一般為50～100目。
進(jìn)一步，本發(fā)明所述方法包括以下步驟：
(1)取活性炭、粘結(jié)劑、碳纖維、膨脹石墨粉、導(dǎo)電碳黑為原料，經(jīng)過混合工藝得到糊料，所述混合工藝為混捏工藝或溶解后濕混工藝；
(2)糊料經(jīng)過成型工藝，制得固定形狀的生胚，所述成型工藝可采用模壓、擠壓、振動(dòng)成型或等靜壓成型工藝；
(3)固定形狀的生胚經(jīng)過高溫焙燒，使生坯中的粘結(jié)劑炭化，得到電極塊初產(chǎn)品；所述焙燒溫度為850～1250℃；
(4)焙燒后的電極塊初產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械加工，所述的機(jī)械加工在切削機(jī)床中進(jìn)行，采用切削加工，根據(jù)電極需要的尺寸、形狀、精度制成待活化電極；
(5)待活化電極進(jìn)行活化工藝，制得所述電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊；
所述步驟(1)中，所述混合工藝按不同粘結(jié)劑采用不同的混合方法，粘結(jié)劑為煤瀝青、酚醛樹脂、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇縮丁醛時(shí)，采用混捏工藝進(jìn)行混合；所述粘結(jié)劑為腐植酸鈉鹽、羥甲基纖維素鈉或酚醛樹脂時(shí)，采用溶解后濕混工藝進(jìn)行混合，即先將所述粘結(jié)劑用溶劑溶解，然后與與除粘結(jié)劑以外的干料顆粒用攪拌機(jī)進(jìn)行混合。
進(jìn)一步，所述的混捏工藝包括干混和濕混兩個(gè)過程，其中干混在常溫下進(jìn)行，時(shí)長(zhǎng)為20～35min，濕混時(shí)長(zhǎng)為40～55min，操作溫度高于粘結(jié)劑軟化點(diǎn)50～80℃，且不能超過粘結(jié)劑的碳化溫度。
進(jìn)一步，所述混捏工藝優(yōu)選按照以下方法操作：先將除粘結(jié)劑以外的干料顆粒加入混捏機(jī)，常溫下中進(jìn)行干混，干混時(shí)間為20～35min，使各種原料混合均勻，同時(shí)使不同粒度大小的固體炭質(zhì)物料均勻地混合和填充，提高混合料的密實(shí)度；然后再往混捏機(jī)中加入粘結(jié)劑，進(jìn)行濕混，所述粘結(jié)劑為煤瀝青、酚醛樹脂、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇縮丁醛中的一種或兩種以上，濕混時(shí)間40～55min，溫度高于粘結(jié)劑軟化點(diǎn)50～80℃，且不能超過粘結(jié)劑的碳化溫度；濕混過程中，液態(tài)粘結(jié)劑均勻涂布和浸潤顆粒表面，形成一層粘結(jié)層，把所有物料互相粘結(jié)在一起，進(jìn)而形成均質(zhì)的可塑性糊料，有利于成型。同時(shí)，部分粘結(jié)劑浸透到炭質(zhì)物料內(nèi)部空隙，進(jìn)一步提高了糊料的密度和粘結(jié)性。混捏后的糊料進(jìn)行下一步成型工藝。
所述粘結(jié)劑為腐殖酸鈉鹽或羥甲基纖維素鈉時(shí)，采用溶解后濕混的混合工藝，所述工藝為：將粘結(jié)劑加入到10倍質(zhì)量的水中，并加入質(zhì)量為水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5～20％的乙醇，攪拌至充分溶解，得到粘結(jié)劑溶液，再將除粘結(jié)劑以外的干料顆粒與粘結(jié)劑溶液混合，采用電動(dòng)攪拌機(jī)混勻。
所述粘結(jié)劑為酚醛樹脂時(shí)，可以采用混捏工藝進(jìn)行混合，也可將酚醛樹脂用溶劑溶解后，采用濕混工藝進(jìn)行混合，所述工藝具體為：將酚醛樹脂用10倍質(zhì)量的乙醇溶解，然后與除粘結(jié)劑以外的干料顆粒用電動(dòng)攪拌機(jī)混合1h，再加入質(zhì)量為粘結(jié)劑質(zhì)量6～10％的固化劑，繼續(xù)混合30～40min。所述固化劑可以為烏洛托品。
所述步驟(2)中，所述成型工藝可采用模壓、擠壓、振動(dòng)成型或等靜壓成型方法，制成固定性狀的生胚制品。模壓使用立式液壓機(jī)，一般用于制備低檔次片狀電極。擠壓成型采用臥式液壓擠壓機(jī)或螺桿擠壓機(jī)。振動(dòng)成型采用振動(dòng)成型機(jī)，可制備密實(shí)度好，機(jī)械性能優(yōu)的電極塊。等靜壓成型采用等靜壓成型機(jī)，可制備密度分布均一，組織結(jié)構(gòu)均勻，密度高，燒結(jié)收縮率小，形狀復(fù)雜，機(jī)械加工性能好的電極。
進(jìn)一步，優(yōu)選成型工藝選用擠壓或等靜壓成型方式。所述擠壓優(yōu)選在碳素電極擠壓機(jī)中進(jìn)行，工藝為：將步驟(1)得到的糊料冷卻至90～120℃)后，依次進(jìn)行裝料、預(yù)壓和擠壓三個(gè)過程。
進(jìn)一步，所述裝料工藝是分2～3次下料，然后4～10MPa壓實(shí)；所述預(yù)壓工藝為：壓力20～25MPa，時(shí)間3～5min，同時(shí)抽真空，進(jìn)行脫氣；所述擠壓工藝為：壓力為5～15MPa，制得棒狀或塊狀成型生胚所述等靜壓工藝為：將步驟(1)得到的糊料，冷卻至90～120℃后，填充到橡膠模具中，通過高頻電磁振動(dòng)，使得壓粉得到密實(shí)，密封后進(jìn)行抽真空，排出粉末顆粒間的空氣。然后將橡膠模具放入裝有水或油等液體介質(zhì)的高壓容器中，加壓到100～200MPa，保壓時(shí)間10～20min，壓制成圓柱形或長(zhǎng)方體形的成型生胚。
所述步驟(3)中，所述的高溫焙燒在惰性氣氛、氨氣氣氛、水蒸氣中的一種或兩者以上的混合氣氛下進(jìn)行，具體工藝為：將成型生胚進(jìn)行預(yù)碳化處理，在電爐內(nèi)以2℃/min的升溫速度，升溫到800～900℃，并且保溫1～2小時(shí)；然后進(jìn)行高溫焙燒，焙燒時(shí)長(zhǎng)為1～2小時(shí)，溫度為850～1250℃。高溫焙燒使生坯中的粘結(jié)劑炭化，得到電極塊初產(chǎn)品。
高溫焙燒后，粘結(jié)劑也被燒成活性炭，但經(jīng)過之前的成型壓制后，粘結(jié)劑形成了牢固的骨架結(jié)構(gòu)，從而有一定的強(qiáng)度，焙燒后不會(huì)松散。
對(duì)于焙燒后破碎或裂縫的不合格焙燒坯，可以回收進(jìn)一步處理，用粘結(jié)劑進(jìn)行浸漬和二次焙燒，具體工藝為：不合格的焙燒坯首先進(jìn)行表面清理，然后在260～380℃預(yù)熱6～10小時(shí)、然后裝入浸漬罐、抽真空(8～9KPa，40～50min)、再加入粘結(jié)劑，在180～200℃溫度下、1.2～1.5MPa壓力下，加壓浸漬3～4小時(shí)、然后再取出浸漬后的胚體，在700～800℃下焙燒1～2小時(shí)。
所述步驟(5)中，所述的活化工藝為：先在活化爐中進(jìn)行物理活化法，采用水蒸氣或CO2氣體活化，活化溫度800～900℃，活化時(shí)長(zhǎng)1～2小時(shí)。然后，再進(jìn)行化學(xué)活化，化學(xué)活化法是將電極浸入活化劑水溶液中，在80℃溫度下浸泡5～7小時(shí)，然后取出電極，放入電爐中，在氮?dú)饣驓鍤鈿夥罩?，?50℃活化1～2小時(shí)，最后，用去離子水進(jìn)行洗滌，直至洗滌液pH為6～7。所述活化劑溶液可以是質(zhì)量分?jǐn)?shù)40％的磷酸溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為110％的氫氧化鉀溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)25％的氯化鋅溶液或質(zhì)量分?jǐn)?shù)8％的硝酸中的一種。
本發(fā)明還提供按照上述方法制備得到的電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊。
所述的電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊可用于制備電容去離子裝置，進(jìn)一步，可用于水的脫鹽處理，或者水中重金屬離子、硬度、氟離子等有害離子的去除。
本發(fā)明的有益效果在于
1.此方法制備成本低廉，易于大規(guī)模生產(chǎn)?？蛇x擇成熟的石墨電極或燒結(jié)活性炭制備工藝和設(shè)備作為參考，進(jìn)行放大化生產(chǎn)。
2.此方法制得的電極整體性好，機(jī)械強(qiáng)度高，不易出現(xiàn)解體和掉渣現(xiàn)象，可根據(jù)設(shè)備組裝要求，切割成各種所需的形狀。
3.相比普通的常溫噴涂或模壓方法，此方法制得的電極中無粘結(jié)劑殘留，避免了因粘結(jié)劑堵塞孔道和降低導(dǎo)電性的問題。因而電極孔隙發(fā)達(dá)，比表面積高。
4.相比普通的燒結(jié)活性炭制備工藝，本發(fā)明選用超級(jí)電容專用活性炭作為主要成分，含有較多的介孔，因而制得的電極材料的導(dǎo)電性和比定容性能優(yōu)良，非常適合在電容去離子設(shè)備中的應(yīng)用。
5.本發(fā)明中煅燒工藝可實(shí)現(xiàn)對(duì)粘結(jié)劑和活性炭顆粒的結(jié)晶化和石墨化控制，既確保了活性炭顆粒主體的無定型形態(tài)和孔隙含量，又實(shí)現(xiàn)了粘結(jié)劑和部分活性炭的石墨化，從而獲得導(dǎo)電性和比表面積皆適中的電極產(chǎn)品。
6.此方法中添加的碳纖維和導(dǎo)電炭黑可以改善電極的導(dǎo)電性能，而且可以提高電極塊的機(jī)械強(qiáng)度和成塊性。
具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
實(shí)施例1：
取椰殼活性炭600g、中溫煤瀝青200g、碳纖維20g、膨脹石墨粉50g，導(dǎo)電碳黑50g?；钚蕴康牧綖?μm，比表面積為1550m2/g。中溫煤瀝青軟化溫度為80～86℃。碳纖維直徑為5μm，長(zhǎng)度為1.5cm。膨脹石墨粉為50目，含碳量93％。導(dǎo)電炭黑的電阻率為1.2Ω·m。
先將除煤瀝青以外的干料顆粒加入混捏機(jī)中常溫下進(jìn)行干混，干混時(shí)間為20min，然后再往混捏機(jī)中加入煤瀝青，進(jìn)行濕混，濕混40min，溫度為145℃；
混捏后的糊料進(jìn)行下一步成型工藝，成型工藝選用等靜壓工藝：將混捏后的糊料，冷卻至90℃后，填充到橡膠模具中，通過高頻電磁振動(dòng)，使得壓粉得到密實(shí)，密封后進(jìn)行抽真空，排出粉末顆粒間的空氣，然后將橡膠模具放入裝有水或油等液體介質(zhì)的高壓容器中，放入冷等靜壓機(jī)中，加壓到100MPa，保壓時(shí)間10min，壓制成邊長(zhǎng)為20cm的正方體。
然后將成型生胚進(jìn)行焙燒，焙燒工藝：先進(jìn)行預(yù)碳化處理，在電爐內(nèi)，在氮?dú)鈿夥罩幸?℃/min的升溫速度，升溫到850℃，并且保溫1小時(shí)；然后進(jìn)行高溫焙燒，焙燒溫度為900℃，焙燒時(shí)長(zhǎng)為1小時(shí)。
焙燒后的電極塊初產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械加工，所述的機(jī)械加工在切削機(jī)床中進(jìn)行，采用切削加工，切削成邊長(zhǎng)為20cm、厚度為1mm的正方形待活化電極。
待活化電極進(jìn)行活化工藝，制得所述電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊；所述的活化工藝為：先在活化爐中進(jìn)行物理活化法，采用水蒸氣活化，活化溫度850℃，活化時(shí)長(zhǎng)1小時(shí)。然后，再進(jìn)行化學(xué)活化，將電極浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為110％的氫氧化鉀溶液中，在80℃溫度下，浸泡7小時(shí)。然后取出電極置于電爐中，在氮?dú)鈿夥障?，?50℃，活化1小時(shí)。最后，用去離子水進(jìn)行洗滌，直至洗滌液的pH降為7，制得最終電極成品。
選取兩片電極成品，采用萬能表對(duì)電極進(jìn)行導(dǎo)電性測(cè)試，探頭分別接觸電極的兩個(gè)相對(duì)的邊，間距為20cm，測(cè)得的電阻為7.8Ω和8.3Ω，表明電極的導(dǎo)電性非常好。用電子天平稱得電極片的質(zhì)量分別為41.4g和42.1g。
將活性炭電極組成的電容去離子模塊，對(duì)其進(jìn)行氯化鈉脫鹽性能測(cè)試：取兩片上述方法制得的活性炭電極，組裝成長(zhǎng)和寬均為20cm的電容去離子模塊。電極片表面分別鋪一層厚度為0.05mm、濾孔直徑為5μm的PP無紡布，電極片之間布置一塊厚度為1mm的正方形框狀硅膠墊片，從而形成1mm的電極間距和水流道。硅膠墊片的外邊長(zhǎng)為22cm，內(nèi)邊長(zhǎng)為19.5cm。再用兩片固定板夾住兩片電極和墊片，再用螺絲將模塊固定牢固。將直流電源正負(fù)極，分別用導(dǎo)線連接在電極上。配制1000mL，電導(dǎo)率為920us/cm氯化鈉溶液。脫鹽實(shí)驗(yàn)以循環(huán)測(cè)試的方式進(jìn)行，用雷磁DDSJ-308F電導(dǎo)率儀實(shí)時(shí)監(jiān)控水溶液的電導(dǎo)率。操作電壓1.6V，水流量為100mL/min，水溫29℃。
經(jīng)過40min的電吸附脫鹽過程，氯化鈉溶液的電導(dǎo)率從920us/cm降低到476us/cm。之后關(guān)閉電源，將電極片的正負(fù)極用導(dǎo)線短接，進(jìn)行電極再生。經(jīng)過34min的再生過程，溶液的電導(dǎo)率恢復(fù)到917us/cm。計(jì)算得出此氣凝膠電極片質(zhì)量比吸附量為2.66mg/g，體積比吸附量為2.78mg/cm3。因此，此活性炭電極具有較好的電吸附性能，適合作為電容去離子設(shè)備的電極。
實(shí)施例2：
取椰殼活性炭600g、酚醛樹脂150g、烏洛托品12g、碳纖維20g、導(dǎo)電碳黑40g、膨脹石墨10g?；钚蕴康牧綖?.4μm，比表面積為1840m2/g。酚醛樹脂型號(hào)為2123。碳纖維直徑為5μm，長(zhǎng)度為1cm。膨脹石墨粉為50目，含碳量93％。導(dǎo)電炭黑的電阻率為1.2Ω·m。
將酚醛樹脂用10倍質(zhì)量的乙醇進(jìn)行溶解，然后與除粘結(jié)劑以外的干料顆粒用電動(dòng)攪拌機(jī)混合1h，再加入烏洛托品，繼續(xù)混合30min，制得漿料。
漿料進(jìn)行下一步成型工藝，成型工藝選用等靜壓工藝：將混勻的漿料填充到橡膠模具中，密封后進(jìn)行抽真空，排出空隙中的空氣，然后將橡膠模具放入裝有水或油等液體介質(zhì)的高壓容器中，放入冷等靜壓機(jī)中，加壓到120MPa，保壓時(shí)間15min，壓制成邊長(zhǎng)為20cm的正方體
然后將成型生胚進(jìn)行焙燒，焙燒工藝：先進(jìn)行預(yù)碳化處理，在電爐內(nèi)，在氮?dú)鈿夥罩幸?℃/min的升溫速度，升溫到800℃，并且保溫1小時(shí)；然后進(jìn)行高溫焙燒，焙燒溫度為850℃，焙燒時(shí)長(zhǎng)為1小時(shí)。
焙燒后的電極塊初產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)械加工，所述的機(jī)械加工在切削機(jī)床中進(jìn)行，采用切削加工，切削成邊長(zhǎng)為20cm、厚度為1mm的正方形待活化電極。
待活化電極進(jìn)行活化工藝，制得所述電容去離子設(shè)備專用活性炭電極塊；所述的活化工藝為：先在活化爐中進(jìn)行物理活化法，采用二氧化碳活化，活化溫度800℃，活化時(shí)長(zhǎng)1小時(shí)。然后，再進(jìn)行化學(xué)活化，將電極浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為110％的氫氧化鉀溶液中，在80℃溫度下，浸泡5小時(shí)。然后取出電極放入電爐中，在氮?dú)鈿夥障拢?50℃，活化1小時(shí)。最后，用去離子水進(jìn)行洗滌，直至洗滌液的pH降為7，制得最終電極成品。
選取兩片電極成品，采用萬能表對(duì)電極進(jìn)行導(dǎo)電性測(cè)試，探頭分別接觸電極的兩個(gè)相對(duì)的邊，間距為20cm，測(cè)得的電阻為5.6Ω和5.8Ω，表明電極的導(dǎo)電性非常好。用電子天平稱得電極片的質(zhì)量分別為35.6g和35.2g。
將活性炭電極組成的電容去離子模塊，對(duì)其進(jìn)行氯化鈉脫鹽性能測(cè)試：取兩片上述方法制得的活性炭電極，組裝成長(zhǎng)和寬均為20cm的電容去離子模塊。電極片表面分別鋪一層厚度為0.05mm、濾孔直徑為5μm的PP無紡布，電極片之間布置一塊厚度為1mm的正方形框狀硅膠墊片，從而形成1mm的電極間距和水流道。硅膠墊片的外邊長(zhǎng)為22cm，內(nèi)邊長(zhǎng)為19.5cm。再用兩片固定板夾住兩片電極和墊片，再用螺絲將模塊固定牢固。將直流電源正負(fù)極，分別用導(dǎo)線連接在電極上。配制1000mL，電導(dǎo)率為920us/cm氯化鈉溶液。脫鹽實(shí)驗(yàn)以循環(huán)測(cè)試的方式進(jìn)行，用雷磁DDSJ-308F電導(dǎo)率儀實(shí)時(shí)監(jiān)控水溶液的電導(dǎo)率。操作電壓1.6V，水流量為100mL/min，水溫29℃。
經(jīng)過40min的電吸附脫鹽過程，氯化鈉溶液的電導(dǎo)率從920us/cm降低到426us/cm。之后關(guān)閉電源，將電極片的正負(fù)極用導(dǎo)線短接，進(jìn)行電極再生。經(jīng)過32min的再生過程，溶液的電導(dǎo)率恢復(fù)到912us/cm。計(jì)算得出此氣凝膠電極片質(zhì)量比吸附量為3.39mg/g，體積比吸附量為3.09mg/cm3。因此，此活性炭電極具有較好的電吸附性能，適合作為電容去離子設(shè)備的電極。