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电容去离子技术在选择性分离中的应用和挑战

收稿日期：2023-12-23 修回日期：2024-01-08 刊出日期：2024-02-27

DOI:10.20078/j.eep.20240114

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    摘要：水溶液中离子的选择性分离对于水质净化和资源回收具有重要的意义。 电容去离子(Ca⁃pacitive Deionization,CDI)是一种新型的电驱动脱盐技术,在近年来逐渐应用于多组分溶液中目标离子的选择性分离。 由于 CDI 具有可定制... 展开+
    摘要：

    水溶液中离子的选择性分离对于水质净化和资源回收具有重要的意义。 电容去离子(Ca⁃pacitive Deionization,CDI)是一种新型的电驱动脱盐技术,在近年来逐渐应用于多组分溶液中目标离子的选择性分离。 由于 CDI 具有可定制的电极材料和界面,以及灵活的操作条件,在调节离子电吸附过程中具有较大优势,从而可实现目标物质的选择性分离。 本综述回顾了 CDI 的发展历程,重点介绍了利用新型电极和膜材料从水中选择性去除离子的机制,并探讨了材料化学修饰方法和不同操作因素对 CDI 选择性的影响。 最后,本文强调了 CDI 在选择性分离实际应用中仍面临着一些挑战,包括传统碳基电极选择性潜力不足、新型膜材料有待开发、选择分离性能评价体系不全面以及系统设计研究不足等,同时展望了其在电子、稀土、食品等相关行业的发展方向,将为研究人员开发低碳高效的 CDI 选择性分离技术提供参考。

    收起-

    作者：

    • 杨群
    • 徐子阳
    • 张常勇*

    作者简介

    作者简介：杨群(2001—),男,安徽亳州人,硕士研究生,主要研究方向为电化学资源化过程等。E-mail:1173022985@qq.com
    通讯作者：张常勇(1989—),男,湖北十堰人,教授,主要研究方向为电化学水处理等。E-mail:changyongzhang@ustc.edu.cn

    单位

    • 中国科学技术大学 环境科学与工程系

    关键字

    • 电容去离子
    • 选择性分离
    • 水质净化
    • 资源回收
    • 界面调控

    基金项目

    国家自然科学基金面上资助项目(NSFC-52370090)

    引用格式

    杨群, 徐子阳, 张常勇. 电容去离子技术在选择性分离中的应用和挑战[J]. 能源环境保护, 2024, 38(1):38-51.

    YANG Qun, XU Ziyang, ZHANG Changyong. Applications and challenges of capacitive deionization technology in selective separation[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(1): 38-51.

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