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碳纤维石墨基电控离子分离NiHCF膜电极制备与表征.pdf
李永国等:碳纤维/石墨基电控离子分离NiHCF膜电极制备与表征 949
碳纤维/石墨基电控离子分离NiHCF膜电极制备与表征。
李永国,郝晓刚,马旭莉,张忠林,刘世斌,孙彦平
(太原理工大学洁净化工研究所,山西太原030024)
摘要: 在碳纤维/石墨基体上通过毛细化学沉积法 tional of
帝J备出具有高离子交换容量与高稳定性的铁氰化镍
(hiekel
hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜电极。采用循化、阴极沉积的电化学方法以及毛细化学沉积法在
环伏安法考察了在石墨颗粒粒径100pm、PTFE含量
0.059/g石墨、乙醇量4ml/g石墨、帝J膜液浓度O.1
其选择性分离混合溶液中碱金属离子的电化学行为和
tool/L(含1.07mol/L乙醇)条件下得到碳纤维/石墨
膜的结构进行了探讨。研究表明基体材料和制备方法
基膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力,并通
过SEM、XPS分析了膜电极表面形貌、组成。研究结
结构NiHCF膜电极尽管对碱金属离子具有优良的选
果表明,此多孔石墨基体电极比表面积大,沉积得到的 择性,然而其离子交换容量偏低,循环寿命较差,难以
NiHCF膜具有较大的离子分离能力、良好的循环稳定实际应用于ECIS过程.
性与再生能力,可用于电化学控制离子分离(electro-为提高NiHCF膜电极的离子交换容量和循环稳
controlledion
chemically separation,ECIS)过程.
定性,具有大比表面积的多孔结构导电基体成为EcIS
关键词: 电控离子分离;毛细化学沉积;NiHCF薄
基体材料的选择重点【l“铡。碳纤维是一种具有导电
膜;碳纤维/石墨基体
性、强度大、密度小,耐腐蚀、耐高温的新型材料,与无
中图分类号:TGl46.4 文献标识码:A
机材料复合后仍能保持优良的电学、热学和力学性能
文章编号:1001-9731(2008)06-0949-04
以及渗透性。本文以PTFE为粘合剂,乙醇为分散剂,
l 引 言 将石墨颗粒分散于碳纤维中制备多孔导电基体材料,
采用毛细化学沉积方法制备多孔NiHCF膜电极,考察
普鲁士兰的过渡金属类似物(metal
hexacyanofer-
了制备条件对膜电极电化学性能的影响并对其ECIS
rate,即MHCF,分子式为凡MI[Fe(CN)$]l·mH20,
性能进行了研究。
h、五、Z、m为化学计量系数,A为碱金属离子,M为过渡
金属离子)具有类似分子筛的立方框架结构,是以电化 2实验
学可逆的铁(Ⅱ/Ⅲ)为中心,通过氰键(CN)与过渡金
2.1仪器与试剂
属离子连接而构成的一种无机配位化合物[1】.其中某
所用试剂均为分析纯或优级纯,水为纯水(Milli·
些类似物可制成具有电活性的离子交换膜,将其沉积
在高比表面积的电极上,通过调节膜的电化学势可改 pore
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