綠色納米碳基膜電容水處理設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種綠色納米碳基膜電容水處理設備,該設備采用低溫低壓化學氣相沉積裝置在導電襯底上直接生長具有高比表面積的碳納米管-碳納米纖維復合薄膜，并進一步用酸和等離子體活化處理，將離子交換膜引入到CDI技術中，形成了將離子交換膜與CDI技術相結合的MCDI技術，可以大大提高電極去除離子的效率。
【專利說明】綠色納米碳基膜電容水處理設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型脫鹽技術，尤其涉及一種綠色納米碳基膜電容水處理設備，利用碳納米管-碳納米纖維復合電極實現(xiàn)高效、綠色的脫鹽水處理。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)社會的擴張與發(fā)展，空氣、土壤、水等資源日益成為關乎國計民生的基礎性戰(zhàn)略資源。純凈的水資源在關系社會發(fā)展的重要領域，如生物制藥、微電子制造中是必不可少的。水中若含有超量的離子，不僅在上述領域會造成嚴重的問題，在日常生活中也會給人類造成麻煩。常見的工業(yè)或民用自來水中含有Ca2+，Mg2+以及一些陰離子如HC0-，上述離子如果不能有效去除，容易在金屬制管道或鍋爐內結垢，堵塞管道；若進入人體，容易形成結石或造成其他健康問題?，F(xiàn)今，冶金、電鍍、化工甚至核電等行業(yè)排放的大量含有害離子的工業(yè)廢水更是對水環(huán)境造成了極大的危害。最近社會廣泛關注的浙江血鉛超標事件和日本福島核事故等事件再次向我們警示了水處理技術尤其是脫鹽去離子的重要意義。同時，由于淡水資源的短缺，向海要水已經成為一項勢在必行的世界性課題。面對水資源的危機，除了要合理、節(jié)約用水以外，高效、綠色的脫鹽水處理技術是開拓水資源、凈化污水，保護人民生命安全的重要途徑。而在另一方面，資源循環(huán)利用是當今社會所倡導的理念，環(huán)保工作中經常對工業(yè)廢液進行元素的提煉富集，以回收再利用。通過電容吸附-脫附的方法，對溶液中離子進行富集是一種行之有效的方法。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可大范圍推廣的新型脫鹽技術，其優(yōu)勢在于，離子去除率:> 90% (離子濃度不小于100 ppm);耗電量:0.7度電/噸水；水利用率:90% ;能自動控制MCDI的脫鹽和再生過程。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的:
化學氣相沉積法制備碳納米管-碳納米纖維復合電極。采用低溫低壓化學氣相沉積裝置在導電襯底上直接生長具有高比表面積的碳納米管-碳納米纖維復合薄膜，并進一步用酸和等離子體活化處理，可作為比較理想的碳復合電極材料。
[0005]膜電容去離子水處理裝置。⑶I脫鹽技術是一種理想的脫鹽技術。將離子交換膜引入到CDI技術中，形成了將離子交換膜與CDI技術相結合的MCDI技術，可以大大提高電極去除離子的效率，有研究表明MCDI的除鹽率在CDI的基礎上能提高50%左右。擁有膜電容脫鹽技術，并且通過設計器件與外圍電路實用化，可以進一步完善現(xiàn)有的水體脫鹽技術。
[0006]脫鹽裝置的控制電路，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和對外設備的控制以及顯示系統(tǒng)狀態(tài)的功能，實現(xiàn)自動化控制。 【具體實施方式】
[0007]下面結合原理和具體操作實施例對本發(fā)明作進一步說明。[0008]低成本:運行費用低，處理I噸水耗能小于0.7度電，低于電滲析技術(I度電/噸);在制造成本方面，膜電容去離子(Membrane Capacitive Deionization: MCDI)器件在除鹽率上已經達到電滲析器件的水平，但是成本遠低于后者(價格僅為電滲析的1/10左右)
高效率:電吸附除鹽率達到90%以上，水利用率高(85%-90%)；
環(huán)境友好:電極可重復再生，使用壽命長(幾個月連續(xù)測試表明:表面不脫落、不起泡); 設計新穎:自行設計加工水處理器件，可實現(xiàn)個性化、多功能組合并實現(xiàn)自動化控制。
[0009]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領域技術人員而言，任何對該進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的 范圍內。
【權利要求】
1.一種綠色納米碳基膜電容水處理設備，其特征在于，該設備由碳納米管-碳納米纖維復合電極、膜電容去離子水處理裝置、脫鹽裝置的控制電路組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種綠色納米碳基膜電容水處理設備，其特征在于，所述碳納米管-碳納米纖維復合電極的制備過程采用低溫低壓化學氣相沉積裝置在導電襯底上直接生長具有高比表面積的碳納米管-碳納米纖維復合薄膜，并進一步用酸和等離子體活化處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種綠色納米碳基膜電容水處理設備，其特征在于，所述膜電容去離子水處理裝置將離子交換膜引入到CDI技術中，形成了將離子交換膜與CDI技術相結合的MCDI技術，通過設計器件與外圍電路實用化，可以進一步完善現(xiàn)有的水體脫鹽技術。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種綠色納米碳基膜電容水處理設備，其特征在于，所述脫鹽裝置的控制電路的作用是實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和對外設備的控制以及顯示系統(tǒng)狀態(tài)的功能，實現(xiàn)自 動化控制。
【文檔編號】C02F1/469GK103848485SQ201210523040
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月8日 優(yōu)先權日:2012年12月8日
【發(fā)明者】潘曉峰 申請人:新昌縣冠陽技術開發(fā)有限公司