申请日2012.12.08
公开(公告)日2014.06.11
IPC分类号C02F1/469
摘要
本发明公开了一种绿色纳米碳基膜电容水处理设备,该设备采用低温低压化学气相沉积装置在导电衬底上直接生长具有高比表面积的碳纳米管-碳纳米纤维复合薄膜，并进一步用酸和等离子体活化处理，将离子交换膜引入到CDI技术中，形成了将离子交换膜与CDI技术相结合的MCDI技术，可以大大提高电极去除离子的效率。
权利要求书
1.一种绿色纳米碳基膜电容水处理设备，其特征在于，该设备由碳纳米管-碳纳米纤维复合电极、膜电容去离子水处理装置、脱盐装置的控制电路组成。
2.根据权利要求1所述的一种绿色纳米碳基膜电容水处理设备，其特征在于，所述碳纳米管-碳纳米纤维复合电极的制备过程采用低温低压化学气相沉积装置在导电衬底上直接生长具有高比表面积的碳纳米管-碳纳米纤维复合薄膜，并进一步用酸和等离子体活化处理。
3.根据权利要求1所述的一种绿色纳米碳基膜电容水处理设备，其特征在于，所述膜电容去离子水处理装置将离子交换膜引入到CDI技术中，形成了将离子交换膜与CDI技术相结合的MCDI技术，通过设计器件与外围电路实用化，可以进一步完善现有的水体脱盐技术。
4.根据权利要求1所述的一种绿色纳米碳基膜电容水处理设备，其特征在于，所述脱盐装置的控制电路的作用是实现对数据的采集和对外设备的控制以及显示系统状态的功能，实现自动化控制。
说明书
绿色纳米碳基膜电容水处理设备
技术领域
本发明涉及一种新型脱盐技术，尤其涉及一种绿色纳米碳基膜电容水处理设备,利用碳纳米管-碳纳米纤维复合电极实现高效、绿色的脱盐水处理。
背景技术
随着工业社会的扩张与发展，空气、土壤、水等资源日益成为关乎国计民生的基础性战略资源。纯净的水资源在关系社会发展的重要领域，如生物制药、微电子制造中是必不可少的。水中若含有超量的离子，不仅在上述领域会造成严重的问题，在日常生活中也会给人类造成麻烦。常见的工业或民用自来水中含有Ca2+，Mg2+以及一些阴离子如HCO-，上述离子如果不能有效去除，容易在金属制管道或锅炉内结垢，堵塞管道;若进入人体，容易形成结石或造成其他健康问题。现今，冶金、电镀、化工甚至核电等行业排放的大量含有害离子的工业废水更是对水环境造成了极大的危害。最近社会广泛关注的浙江血铅超标事件和日本福岛核事故等事件再次向我们警示了水处理技术尤其是脱盐去离子的重要意义。同时，由于淡水资源的短缺，向海要水已经成为一项势在必行的世界性课题。面对水资源的危机，除了要合理、节约用水以外，高效、绿色的脱盐水处理技术是开拓水资源、净化污水 ，保护人民生命安全的重要途径。而在另一方面，资源循环利用是当今社会所倡导的理念，环保工作中经常对工业废液进行元素的提炼富集，以回收再利用。通过电容吸附-脱附的方法，对溶液中离子进行富集是一种行之有效的方法。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种可大范围推广的新型脱盐技术，其优势在于，离子去除率：> 90%(离子浓度不小于100 ppm);耗电量：0.7度电/吨水;水利用率：90%;能自动控制MCDI的脱盐和再生过程。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
化学气相沉积法制备碳纳米管-碳纳米纤维复合电极。采用低温低压化学气相沉积装置在导电衬底上直接生长具有高比表面积的碳纳米管-碳纳米纤维复合薄膜，并进一步用酸和等离子体活化处理，可作为比较理想的碳复合电极材料。
膜电容去离子水处理装置。CDI脱盐技术是一种理想的脱盐技术。将离子交换膜引入到CDI技术中，形成了将离子交换膜与CDI技术相结合的MCDI技术，可以大大提高电极去除离子的效率，有研究表明MCDI的除盐率在CDI的基础上能提高50%左右。拥有膜电容脱盐技术，并且通过设计器件与外围电路实用化，可以进一步完善现有的水体脱盐技术。
脱盐装置的控制电路，实现对数据的采集和对外设备的控制以及显示系统状态的功能，实现自动化控制。
具体实施方式
下面结合原理和具体操作实施例对本发明作进一步说明。
低成本：运行费用低，处理1吨水耗能小于0.7度电，低于电渗析技术(1度电/吨);在制造成本方面，膜电容去离子(Membrane Capacitive Deionization: MCDI)器件在除盐率上已经达到电渗析器件的水平，但是成本远低于后者(价格仅为电渗析的1/10左右)
高效率：电吸附除盐率达到90%以上，水利用率高(85%-90%);
