导读:本文包含了电控离子交换论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:电控离子交换,自电再生,脱盐,提锂
电控离子交换论文文献综述
田思航[1]（2019）在《自电再生式电控离子交换系统在脱盐及提锂方面的应用》一文中研究指出电控离子交换(Electrochemically switched ion exchange,ESIX)技术作为环境友好的离子分离与回收方法引起了极大的关注,在ESIX过程中,通过控制覆载或电沉积在导电基体上的电活性材料的氧化还原电位可以实现目标离子可逆的置入与释放,从而使处理液中的离子得以分离并实现膜的再生。由于ESIX过程主要由电极电位所驱动,离子分离材料无需化学再生,因而避免了二次污染。然而,ESIX技术也存在技术上的不足,如:该技术在离子的置入和释放过程中都需要输入电能,相对能耗大。为了实现ESIX技术的能量循环利用和离子回收效率的提高,本文研发了一种自电再生式ESIX系统,该系统可以在提取离子的同时自发产生能量,并可为后期的离子回收提供部分所需的能量。海水是淡水资源的重要来源,其有效利用正在成为淡水的重要来源。针对海水淡化问题,本研究首先采用化学沉淀法制备出了铁氰化铁(FeHCF)和聚吡咯(PPy)材料,将两种电活性材料制成膜并分别作为储Na~+和储Cl-电极,然后应用自电再生式ESIX系统成功地从模拟海水溶液中去除NaCl,并考察了不同操作条件下的离子交换容量及能耗,经过对比选择出最佳操作电流。在最佳操作条件下,其离子交换容量可达79.6 mg·g~(-1),能耗低至0.14 kWh·m~(-3);即使经过100次脱盐循环后,其脱盐容量仍可保持初始容量的86%。同没有自电再生系统的传统ESIX方法脱盐相比,该自电再生式ESIX系统可以降低约65%的能耗。另一方面,随着新能源、电子信息产品的快速发展及锂动力电池的普遍应用,锂的需求量和价格急剧增加。针对锂回收的问题,本文通过水热法合成出λ-MnO_2和氯氧化铋(BiOCl)材料,将两种材料制成膜电极并用于选择性地提取Li~+离子和Cl~-离子,并应用自电再生式ESIX系统成功实现了低能耗卤水提锂,并考察了不同电流密度下λ-MnO_2和BiOCl膜电极的离子交换容量,在最佳电流密度下进行了ESIX过程一步提取溶液中的LiCl测试,同时考察了在不同浓度的LiCl溶液中ESIX系统的离子交换容量,其中在10 mM的LiCl溶液中其离子交换容量可达42.02 mg·g~(-1)。在一个完整循环中自电再生式ESIX系统所需的能耗约为13.5 Wh·mol~(-1)。即使经过200次提锂循环后,该工艺仍可保持其初始容量的96.2%。此外,与传统的ESIX方法应用于卤水提锂相比,自电再生式ESIX系统大约可节省66%的能耗。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
于学佳[2]（2019）在《电控离子交换技术应用于除氯的研究》一文中研究指出随着工业化的快速推进,废污水排放量不断增加。大多数的废水含有高浓度的氯离子,不仅对设备造成很大的损坏,更对植物、动物、人体等造成严重的危害。目前用于去除废水中氯离子的技术主要有膜分离法、沉淀法等,虽然上述技术已经得到应用,但仍然存在难以克服的缺点和问题:易产生二次污染、废水处理量小、处理效率低等。而电控离子交换技术(ESIX)是一种将电化学与离子交换巧妙结合的高效、绿色、环保型废水处理技术。该技术的主要推动力是电极电位,可以便捷地控制操作条件,此外该过程能耗较低,并且可以通过互换电极极性或加载负载的方式实现膜再生,不需要添加其它化学药品,不会对环境造成污染。当前主要目标是寻找离子交换容量高、电活性好的离子交换材料。本论文首先通过化学法制备了具有电活性的聚吡咯(PPy)材料,用于选择性去除废水中的氯离子。PPy与氯离子具有良好的亲和力,并在实验中考察了不同浓度的氯离子、电流密度以及共存阴离子对其脱除性能的影响,除此之外还考察了PPy电活性材料的重复利用性及动态氯离子脱除等因素对氯离子脱除效果的影响,实验结果表明PPy膜电极对氯离子的脱除速率很快,在40 min之内可以将300 mg·L-1脱除至1 mg·L-1以下并且可以通过拟二阶模型很好地描述其动力学;在流速为4 mL·min-1时可将3 BV(反应池容积)废液中氯离子脱除至1 mg·L-1以下。因此,这种PPy在脱除废水中的氯离子方面是很有应用前景的材料。本文在第一部分研究的基础上,采用水热法合成氯氧铋(BiOCl),经过与PPy复合,进一步合成了一种新型杂化材料PPy/BiOCl,并将其应用于脱除废水中的氯离子。本实验考察了该杂化材料中BiOCl的含量对脱氯效果的影响,同时考察了溶液中氯离子不同初始浓度,电极电流密度以及共存阴离子对其脱除性能的影响,除此之外研究了PPy/BiOCl杂化电活性离子交换材料的重复利用性等。实验结果表明,PPy/BiOCl膜电极对氯离子置入的速率刚开始非常快,高浓度Cl-在40分钟左右逐渐达到平衡,低浓度Cl-在10分钟内逐渐达到平衡;离子交换容量可达150.1 mg·g-1。此外,通过调控PPy/BiOCl的膜电极电位还可实现对Cl-高效脱附,进而满足实际应用中多次循环再生、重复再利用的要求。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
申倩瑶[3]（2019）在《BiOCl修饰电极的电控离子交换特性》一文中研究指出电控离子交换技术(ESIX)是一种新型的环境友好型的离子分离技术,对于溶液中低浓度的离子也能够达到良好的分离效果。在离子处理过程中,对膜电极施加一定的氧化还原电位从而来精确地控制离子的置入和释放,进而能有效地避免二次化学污染。ESIX的关键在于开发针对目标离子的电活性材料。电活性材料既可以传导电子又可以传导离子,目前常用的电活性材料主要分为有机导电高分子聚合物(如:聚苯胺、聚吡咯、聚乙撑二氧噻吩等)、无机过渡金属材料(例如:双金属氢氧化物、铁氰化物等)以及有机-无机复合材料。本文针对铯离子,应用暴露(101)晶面的氯氧铋实现了对铯离子的电控去除,并进一步结合电化学石英晶体微天平探究了暴露(001)晶面的氯氧铋的电控离子交换特性。铯离子作为一种放射性污染物,由于半衰期长、易扩散等特点对环境和人体有极大的危害。氯氧铋作为一种无机电活性材料,由于其具有独特的层状结构、半导体特性以及优异的光催化特性而被广泛应用在环境保护和能源再生方面。由于放射性的137Cs具有很大的危害性,因此本文采用无放射性的氯化铯模拟废水中的铯。针对模拟废水中的铯,本文通过水热法合成了以(101)暴露晶面为主的氯氧铋(BOC-1),并通过简单的涂覆法制备了电活性膜。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对氯氧铋和氯氧铋涂覆的电活性膜进行了表征,并通过吸附实验对氯氧铋涂覆的电活性膜分离去除铯离子的能力进行了考察。研究表明,对于BOC-1/PVDF电活性膜,随着吸附电压从0 V增大到-0.7 V,Cs~+的吸附速率和吸附量提高。对比试验表明在制备电活性膜的过程中加入导电炭黑有利于增强铯离子的吸附效果。对于不同初始浓度的铯离子模拟废水,BOC-1/SP/PVDF电活性膜对于铯离子的吸附均符合准二级动力学。BOC-1/SP/PVDF电活性膜在Li~+/Cs~+和Na~+/Cs~+的二元混合溶液中对铯离子具有有效的选择性,同时在稳定性实验中发现该电活性膜在初始阶段对电压比较敏感。实验中对比了不同暴露晶面的氯氧铋制备的电活性膜对铯离子的吸附效果,并针对效果较好的氯氧铋研究了溶液pH值对其铯离子吸附效果的影响。为了进一步研究以(001)暴露晶面为主的氯氧铋(BOC-2)的电活性和电控离子交换特性,对BOC-2涂覆的铂电极分别在酸性、碱性、中性盐溶液中进行循环伏安测试来研究其电活性,并结合SEM和XRD表征探究了在中性盐溶液中氧化还原电压对电极材料的影响。通过循环伏安法(CV)结合电化学石英晶体微天平技术(EQCM),在不同的金属离子溶液中对BOC-2修饰的晶片电极的电控离子交换行为进行了检测。结果表明,在加电的条件下BOC-2材料在中性条件下较稳定,且对碱金属离子中的Li~+和Na~+有单一的阳离子交换特性,交换量分别为25 mg/g和40 mg/g,对重金属离子中的Cu~(2+)有单一的阳离子交换特性,交换量为50 mg/g。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
杜鹃[4]（2019）在《DTSA/导电聚合物电控离子交换材料的制备及其电控分离性能》一文中研究指出随着经济水平的不断发展,水资源的短缺和环境的恶化成了困扰人类的两大基本问题,尤其是人类赖以生存的水资源。矿山开采、金属冶炼、金属加工和化工生产等工业造成的水体重金属污染更是加剧了水之源的匮乏,同时也威胁着动植物和人类的健康。针对这些水体污染传统的治理方法有生物处理、化学沉淀、离子交换等,但是这些技术由于成本高、操作复杂和有二次污染等问题限制了其社会使用价值。因此,需急切寻找一种低成本、操作简单、无二次污染的技术用于废水重金属的处理回收中,而电控离子交换法(ESIX),操作简单,稳定性高,避免了膜再生过程产生的二次污染,是一种比较具有开发潜力的技术,其核心在于寻找新型的活性交换材料(EIXMs),这要求该材料既拥有良好的导电性能,又对某一种或几种目标离子有高的离子交换容量。近几年针对废水中重金属的去除,含硫材料的研究成为一个比较受关注的话题。本文选用了含有S-S键的2,2'-二硫代二苯甲酸(2-2'-dithiodibenzoic acid,DTSA)去除废水中的重金属,DTSA的中心桥接S原子可以使两个末端苯环自由旋转,维持了稳定的“L”构型。本文将该材料与电控离子交换技术相结合,在其氧化还原的过程中S-S键发生断裂和重组,与目标离子自由结合释放,并且硫原子与重金属离子又较容易形成络合物,使该材料更有利于去除重金属。本研究主要将2,2'-二硫代二苯甲酸(DTSA)通过一步循环伏安法(CV)掺杂到聚苯胺链,成功的在碳纸基体上制备了一种电活性功能材料,该材料的比例在2:3时复合膜对镉离子表现出高的选择性。对吸附机理进行研究发现DTSA中的S和O共同对目标作用,实现离子的去除,并且通过密度泛函理论对结果进行理论验证,S和O原子的电子云密度的变化对目标离子的置入起到了协同的作用。实验结果表明,DTSA/PANI复合膜对Cd2+离子具有较强的结合能力,并且能在其他离子的干扰下作为探针有效移除目标离子,值得注意的是,复合膜的离子交换容量随着循环圈数的增加逐渐的增加,并且再生率也能保持较高水平。因此,这种电位响应的复合膜很有潜力应用到工业废水中Cd2+离子去除方面。为了进一步探索DTSA掺杂活性材料后对不同价态金属的去除机理,本研究采用双脉冲法成功地制备了DTSA掺杂的聚吡咯(PPy)复合膜用于移除废水中的Ag+离子。结果表明,2,2'-二硫代二苯甲酸中的S-S键表现出电负性,对电位推动力起到协同作用,提高了Ag+离子的置入容量,并且在此实验中只有S对目标离子发挥了作用,O原子并没有参与反应。实验结果表明,复合膜对低浓度的Ag+离子有良好的去除效果,并且在其他阳离子共存时还可以对Ag+表现良好的选择性,此外,经过多次的循环后该复合膜的再生率仍保持在70%以上,表现出良好的稳定性。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
邢丽芳[5]（2018）在《聚吡咯印迹复合膜材料的制备及其对H_xPO_4~(3-x)电控离子交换性能的研究》一文中研究指出目前淡水资源紧缺以及水污染问题使人类生存面临着极大的挑战。尤其是以磷酸盐为主的磷过量使用引起的水体富营养化,造成的水体浑浊、缺氧和水华等现象,使许多淡水资源无法使用,甚至破坏生态环境。因此,对水中含磷物质处理刻不容缓。目前处理磷技术众多,但是这些技术都存在诸多局限性。电控离子交换技术作为一种新型的环境友好型水处理技术,将传统离子交换技术和电化学方法相结合,通过调节材料电极电位从而实现对目标离子有选择性的可控嵌入或脱出,具有可再生性强、分离效率高、避免使用化学试剂和节能等优点。但是,该技术在使用过程中存在导电材料对阴离子交换容量较低的问题。本文主要研究聚吡咯(PPy)及其复合材料对H_xPO_4~(3-x)的离子交换性能。首先采用恒电位电化学聚合法制备PPy印迹膜材料,通过SEM、FT-IR和XPS对PPy膜材料的形貌、结构和组成进行表征,结果显示材料表面微观形貌为菜花状,PPy膜材料内含有H_2PO_4~-,具有H_2PO_4~-印迹的特征。采用循环伏安法和恒电位法对PPy膜材料进行性能测试,结果表明:(1)通过调节膜电极电位变化可以实现H_xPO_4~(3-x)在PPy膜材料内可逆嵌入、脱出。(2)制备条件pH、NaH_2PO_4浓度、吡咯单体浓度和聚合时间对离子交换容量、耗电量和电流效率性能影响较大。当pH为0.28,NaH_2PO_4浓度为0.5 M,吡咯单体浓度为0.1 M,聚合时间为3 min时,PPy膜材料的离子交换容量较高。(3)不同的电解液环境对PPy膜材料的离子交换性能也有较大影响。离子交换容量随电解液pH值的增大先减小后增大,呈“V”形,随电解液NaH_2PO_4浓度的增大而单调增大。即使在1 mmol·L~-11 NaH_2PO_4电解液中,PPy膜材料仍然可以对离子进行电控交换过程。在不同种类的电解液中,PPy膜材料嵌入与脱出H_2PO_4~-的相对容量约为62 mg·g~(-1)和40 mg·g~(-1)。其次,本文以前期镀金石英晶片上制备的PPy膜材料为工作电极,使用恒电位电化学聚合法制备PPy/CoNi LDH复合材料。采用SEM和XRD对复合材料的表面形貌及晶型结构进行分析,使用恒电位法对复合材料的离子交换性能进行研究。结果表明:CoNi LDH沉积于PPy膜材料表面且其呈现薄薄的纳米片层结构。经电化学性能测试后,不同Co~(2+)/Ni~(2+)摩尔比制备的PPy/CoNi LDH复合材料对H_xPO_4~(3-x)的交换性能存在显着差异。其中,当Co~(2+)/Ni~(2+)比例为1:5时,离子嵌入容量最高,可达350 mg·g~(-1),脱出容量可达285 mg·g~(-1)。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-06-01）
李帅[6]（2018）在《碳基电活性离子交换材料的制备与电控分离性能》一文中研究指出电控离子交换技术(electrochemically switched ion exchange,ESIX)是一种新型的离子分离与回收技术,它将离子交换与电化学技术相结合,通过控制覆载或电沉积在导电基体上的电活性材料的电化学电位来实现目标离子可逆的置入与释放,从而使处理液中的离子得以分离并实现膜的再生。由于ESIX过程主要由电极电位所驱动,离子分离材料无需化学再生,因而避免了由传统离子交换而产生的二次污染。对于电控离子交换的应用,关键在于材料的制备与选取。本文采用电化学方法合成了插层型的PANI/MMT杂化材料并将其应用于对Pb~(2+)离子的电控分离。通过X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及能量分散谱仪(EDS)对杂化膜的结构、形貌及组成进行了分析。采用循环伏安法结合电化学石英晶体微天平(EQCM)对PANI/MMT杂化膜的电活性及电控离子交换性能进行探测。研究表明:PANI紧密的沉积于MMT片层上,由于MMT片层与PANI之间的静电吸引作用,使该杂化膜展现出快速的离子、电子传递能力。基于杂化膜中有机、无机两组分的协同作用,该杂化膜不仅具有良好的电活性而且还有着卓越的离子交换性能及循环稳定性。通过电化学调控,PANI/MMT杂化膜可实现对Pb~(2+)离子快速的吸脱附,80 s内即可达到吸脱附平衡,并且吸附容量约为单纯的离子交换的4倍。此外,合成的PANI/MMT杂化膜不仅对Pb~(2+)离子具有较高的吸附选择性,而且还对低浓度的Pb~(2+)离子(ppb级别)具有传感探测作用。对于电控离子交换的应用,基体的选取也尤为重要。本文以导电性好、机械强度高、化学稳定性好的叁维多孔管状煤基炭膜(Coal-based Tubular Carbon Membranes)为基体,通过化学沉淀法将稳定性好、离子交换性能优良的NiHCF负载至其多孔结构内从而制备出Ni HCF覆载的管状煤基炭膜(NiHCF/CTCM),并以其为膜电极材料结合自行设计的管式电控真空抽滤装置,探究了其对放射性Cs~+离子的电控分离效果。研究表明:在电极电位的推动下,凭借NiHCF对Cs~+离子独特的亲和力以及叁维多孔煤基炭膜对Cs~+的吸附截留作用,NiHCF/CTCM可实现对低浓度Cs~+离子的高效去除,去除效率在98%以上,可直接达到排放标准无需二次处理。而且其吸附效果还不受其它干扰离子的影响,对Cs~+离子有着较高的选择性。此外,通过调控NiHCF/CTCM的膜电极电位还可实现对Cs~+离子高效脱附,进而满足实际应用中多次循环再生、重复再利用的要求。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-05-01）
刘秀红[7]（2017）在《离子表面印迹CNTs/PANI/PSS复合膜的制备及其电控离子交换性能》一文中研究指出电控离子交换(ESIX)是通过调节电活性膜的氧化还原状态从而实现对目标离子的分离和膜电极的再生。在其作用过程中,电位作为主要推动力,可有效避免传统离子交换再生产生的二次污染,但在分离与回收废水中金属离子时选择性相对较低。而离子表面印迹作为一种新型离子印迹技术,具有结合位点均一、选择性高、识别动力学快、交换容量大和化学稳定性好等优点,因而在稀土分离和重金属分离方面有广阔的应用前景。本文通过表面印迹技术制备了钇离子印迹磺化碳纳米管/聚苯胺/聚对苯乙烯磺酸(Y~(3+)-sMWCNT/PANI/PSS)复合膜,并结合电控离子交换(ESIX)分离方法,用以分离回收低浓度Y~(3+)。sMWCNT表面的-SO_3H基团可通过螯合作用键合目标Y~(3+);PSS的掺杂可为PANI提供酸性微环境,增强其电活性。采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱,X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)手段表征复合膜的结构和形貌。通过电化学石英晶体微天平(EQCM)同步研究其离子交换性能。研究表明Y~(3+)-sMWCNT/PANI/PSS复合膜具有较高的离子交换能力和良好的选择性。由于sMWCNT表面的印迹空穴与Y~(3+)空间结构完全匹配,能快速准确地识别溶液中的Y~(3+),复合膜对Y~(3+)的离子交换容量可达209 mg/g,吸脱附平衡时间达20 s。此外,复合膜在含其它稀土离子和Y~(3+)共生离子的混合溶液中对Y~(3+)表现出良好的选择性以及具有较好的稳定性,有望作为一种新型离子印迹膜用于从稀土矿废液中分离和回收低浓度Y~(3+)。为了分离重金属Pb~(2+)离子,在上述实验基础上,以Pb~(2+)为模板离子,聚苯胺(PANI)为高分子基体,羟基化碳纳米管(MWCNTs-OH)为印迹载体,施加恒定正电位洗脱Pb~(2+)形成印迹孔穴,成功制备出具有电活性的Pb~(2+)-MWCNTs-OH/PANI/PSS复合膜。采用FT-IR和XRD对MWCNTs-OH和印迹复合膜进行结构表征。借助电化学石英晶体微天平(EQCM)和原子吸收分光光度计(AAS)研究了印迹复合膜对Pb~(2+)的分离性能。结果表明,Pb~(2+)-MWCNTs-OH/PANI/PSS复合膜对Pb~(2+)表现出良好的离子交换能力和优异的选择性。其中,复合膜对Pb~(2+)的交换量可达359 mg/g,且在掺杂了其它重金属离子(Cd~(2+),Zn~(2+),Co~(2+),Ni~(2+))的含Pb~(2+)溶液中,Pb~(2+)/Zn~(2+)的分离因子可达418.74。此外,复合膜具有优异的循环稳定性和快速吸脱附速率。这种新型的离子表面印迹复合膜有望用于废水中重金属Pb~(2+)的高效分离与回收。(本文来源于《太原理工大学》期刊2017-05-01）
郝晓刚[8]（2016）在《电控离子交换膜技术:从电控离子交换到电控离子选择渗透膜》一文中研究指出电控离子交换膜技术是一种绿色、高效的新型离子分离技术,在重金属污水处理、盐湖卤水资源化利用、饮用水净化等诸多领域具有广泛的应用前景.电控离子交换(ESIX)是指利用极电位作为离子传递的推动力,通过可控调节电活性离子交换材料(EIXM)的氧化还原电位,实现离子可逆的置入与释放,以达到离子的选择性分离的目的.经典的ESIX工艺需要通过电路、液路切换等工序实现离子分离和浓缩,属于间歇过程不利于工业化.本研究在ESIX的基础上结合膜分离技术开发出一种新型的电控离子选择渗透膜(ESIPM)分离工艺,通过脉冲电位调控ESIPM的氧化还原状态,结合外部电场对离子的定向迁移作用,实现目标离子的选择性连续分离.(本文来源于《第五届全国膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文集》期刊2016-11-25）
马旭莉,张权,杜晓,郝晓刚,李修敏[9]（2016）在《α-ZrP/PANI电控离子交换膜对Pb~(2+)的选择性分离》一文中研究指出采用电化学方法在水相中合成了一种新型的电活性α-磷酸锆(α-Zr P)/聚苯胺(PANI)阳离子交换材料,考察该膜在含Pb~(2+)溶液中的电控离子交换性能。分别在碳纳米管(CNTs)和PANI纳米纤维修饰的Au基体上制备了不同结构的α-ZrP/PANI杂化膜,并结合电化学石英晶体微天平(EQCM)技术,原位检测杂化膜的生长过程,分析其成膜机理。研究结果表明,在PANI纤维上制备的杂化膜因其叁维多孔结构具有更高的离子交换容量;α-Zr P上的P-OH不仅能够为聚苯胺氧化还原提供氢质子,而且对Pb~(2+)表现出良好的吸附选择性,使该膜在中性含Pb~(2+)溶液中表现出良好的电活性。通过控制该杂化膜的氧化还原状态可以实现对重金属Pb~(2+)离子的选择性分离和回收。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2016年08期）
张权[10]（2015）在《电活性α-ZrP/PANI杂化膜的制备及其对铅离子的电控离子交换性能》一文中研究指出电活性材料是电子-离子的混合导体，通过改变膜的氧化还原状态可以实现目标离子的吸脱附。该材料在电控离子交换、电化学能源转换和存储、电子设备传感器、超级电容、电致变色、离子选择性电极等领域有广阔的应用前景。目前可用的电活性材料主要有无机过渡金属材料（铁氰化物）、有机导电高分子材料（聚苯胺-PANI、聚吡咯-PPy、聚乙烯二氧噻吩-PEDOT等）以及二者形成的杂化膜。其中杂化材料因兼具二者的优点已经引起人们的广泛关注。本文通过循环伏安法在碳纳米管（CNTs）修饰的Au基体上控制合成了无定形的α-ZrP/PANI杂化膜，并将其应用于电控离子交换（ESIX）技术处理重金属离子废水，其过程快速、高效且无二次污染。通过水热法合成高结晶度的α-ZrP，并在水相中对其进行剥层，使活性基团P-OH完全显露出来；通过氧原子与重金属离子之间的配位作用，使该杂化膜对重金属Pb2+离子表现出良好的吸附性能。α-ZrP作为一种固体酸具有良好的质子传导和离子交换能力，能够为聚苯胺的氧化还原提供酸性微环境，使该膜在中性介质中表现出良好的电活性。通过循环伏安法并结合电化学石英晶体微天平（EQCM）原位监测杂化膜的生长过程，分析制膜过程中电流、电量和质量之间的关系，结合扫描电镜（SEM）、能量分散谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）考察该杂化膜的成膜机理。实验表明，剥层后的α-ZrP纳米片以离散的形式分布在PANI中，形成无定形的α-ZrP/PANI杂化膜。通过改变杂化膜的氧化还原电位实现了目标离子的吸脱附，该方法具有快速电位响应去除重金属离子的性能。此外，结合X射线光电子能谱仪（XPS）、原子吸收分光光度计（AAS）考察该杂化膜对重金属离子的吸附选择性；结果表明，该杂化膜对Pb2+的选择性明显高于其它重金属离子。已有研究表明，采用双脉冲法可在基体上制备纤维状的PANI纳米纤维。因此，在上述实验的基础之上，采用分步沉积法制备出具有高离子交换容量的叁维多孔α-ZrP/PANI杂化膜。首先采用双脉冲法合成PANI低聚体薄膜，低聚物的链端含有大量的-NH2基团，第二层杂化膜在沉积时沿着链端的氨基继续生长形成PANI纤维，并同时沉积α-ZrP，形成叁维多孔的杂化膜。通过调节制膜液的组成及制备参数控制杂化膜中α-ZrP的沉积量，从而提高其离子交换容量和循环稳定性。实验结合EQCM技术原位分析膜的生长及其离子交换过程，并且借助XRD、XPS、SEM、EDS等技术分析了杂化膜的表观形貌、晶型结构、协同机制等。实验结果表明，纤维状的α-ZrP/PANI杂化膜采用循环伏安法测得的离子交换容量达到122.93mg/g，是CNTs上沉积的杂化膜的9倍以上。因此，这种新型的电活性膜材料可用于电控离子交换技术分离回收废水中的Pb2+离子。(本文来源于《太原理工大学》期刊2015-05-01）
电控离子交换论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着工业化的快速推进,废污水排放量不断增加。大多数的废水含有高浓度的氯离子,不仅对设备造成很大的损坏,更对植物、动物、人体等造成严重的危害。目前用于去除废水中氯离子的技术主要有膜分离法、沉淀法等,虽然上述技术已经得到应用,但仍然存在难以克服的缺点和问题:易产生二次污染、废水处理量小、处理效率低等。而电控离子交换技术(ESIX)是一种将电化学与离子交换巧妙结合的高效、绿色、环保型废水处理技术。该技术的主要推动力是电极电位,可以便捷地控制操作条件,此外该过程能耗较低,并且可以通过互换电极极性或加载负载的方式实现膜再生,不需要添加其它化学药品,不会对环境造成污染。当前主要目标是寻找离子交换容量高、电活性好的离子交换材料。本论文首先通过化学法制备了具有电活性的聚吡咯(PPy)材料,用于选择性去除废水中的氯离子。PPy与氯离子具有良好的亲和力,并在实验中考察了不同浓度的氯离子、电流密度以及共存阴离子对其脱除性能的影响,除此之外还考察了PPy电活性材料的重复利用性及动态氯离子脱除等因素对氯离子脱除效果的影响,实验结果表明PPy膜电极对氯离子的脱除速率很快,在40 min之内可以将300 mg·L-1脱除至1 mg·L-1以下并且可以通过拟二阶模型很好地描述其动力学;在流速为4 mL·min-1时可将3 BV(反应池容积)废液中氯离子脱除至1 mg·L-1以下。因此,这种PPy在脱除废水中的氯离子方面是很有应用前景的材料。本文在第一部分研究的基础上,采用水热法合成氯氧铋(BiOCl),经过与PPy复合,进一步合成了一种新型杂化材料PPy/BiOCl,并将其应用于脱除废水中的氯离子。本实验考察了该杂化材料中BiOCl的含量对脱氯效果的影响,同时考察了溶液中氯离子不同初始浓度,电极电流密度以及共存阴离子对其脱除性能的影响,除此之外研究了PPy/BiOCl杂化电活性离子交换材料的重复利用性等。实验结果表明,PPy/BiOCl膜电极对氯离子置入的速率刚开始非常快,高浓度Cl-在40分钟左右逐渐达到平衡,低浓度Cl-在10分钟内逐渐达到平衡;离子交换容量可达150.1 mg·g-1。此外,通过调控PPy/BiOCl的膜电极电位还可实现对Cl-高效脱附,进而满足实际应用中多次循环再生、重复再利用的要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电控离子交换论文参考文献
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