高比表面碳基材料去离子的应用

A. 电去离子的工业应用和市场需求

最近几年电去离子在各个工业领域都越来越受重视，许多工业系统开始采用电去离子作为其水处理系统的更新换代技术，如电力工业、制药工业、微电子工业、电镀与金属表面处理等。 虽然药用水的特点是并不要求很高的去离子程度，但电去离子系统具有同时去盐和控制微生物指标的特点，因此已有多家企业采用RO/EDI集成系统。据称该类系统性能稳定，全流程计算机连续监控，全自动操作无人值守。
电去离子法(Electro deio?nization)，简称EDI，是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺，属高科技绿色环保技术。它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。 EDI技术结合了两种成熟的水处理技术-电渗析技术和离子交换技术，我国称此为填充床电渗析或电去离子技术。它主要替代传统的离子交换混床来生产高纯水，环保特性好，操作使用简便，愈来愈多地被人们所认可，也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广，至今，国际上已有3千多套EDI装置在运行，总容量已超过3万m3/h。
连续电除盐（EDI，Electro deio nization或CDI，continuous electrode ionization），是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。这一过程离子交换树脂是电连续再生的，因此不需要使用酸和碱对之再生。这种新技术可以替代传统的离子交换装置，生产出高达18.2MΩ .cm(25℃)的超纯水。EDI是利用阴、阳离子膜，采用对称堆放的形式，在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂，分别在直流电压的作用下，进行阴、阳离子交换。而同时在电压梯度的作用下，水会发生电解产生大量H+和OH-，这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子不断地进行了再生。由于EDI不停进行交换--再生，使得纯水度越来越高，所以，轻而易举的产生了高纯度的超纯水。
EDI(电除盐系统)工作原理
高纯度水对许多工商业工程非常重要，比如：半导体制造业和制药业。以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。然而，膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。如电除盐过程（EDI）之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。而且，膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多，并不需要酸、碱再生及废水中和。EDI处理过程是膜处理过程中增长最快的业务之一。EDI是带有特殊水槽的非反向电渗析（ED），这个水槽里的液流通道中填充了混床离子交换树脂。EDI主要用于把总固体溶解量（TDS）为1-20mg/L的水源制成8-17兆欧纯净水。
EDI系统装置关于进水的注意事项：
进水必须符合反渗透直接透过水的水质，
·需要避免物理、化学和生物污染；
·物理污染PVC碎片、金属碎屑；污垢，尘土；焊渣；树脂颗粒等，
·化学污染、氧化剂，如氯气；多价阳离子，如铁、锰等；环氧树脂及玻璃钢容器制作过程中所用的硬化剂。
·污染物的来源：敞开式储罐，脱气塔；
没有在EDI前配过滤器的软化器等。
EDI系统装置出水水质标准
采用RO装置出水作为EDI给水，在一般情况下，EDI装置的出水水质其电阻率都能达到16 MΩ·cm，有的甚至接近18 MΩ·cm。采取一些特殊的措施，还可使EDI装置的出水电阻率接近于18.2 MΩ·cm的理论纯水标准。然而，对EDI装置出水电阻率指标的追求，应根据需要，要有经济观点，要从实际出发，不是愈高愈好。对于电子行业来说，用EDI装置直接获得18.2 MΩ·cm高纯水，可不必再在EDI装置后采用抛光混床处理，比较方便；对于发电行业，为用EDI装置处理锅炉补给水系统来说，只需获得5 MΩ·cm的纯水就可以了。从占EDI装置所处理的总水量的多少来看，像电子行业这种对水质要求高的用户，只占20% 左右；而对水质要求不高如发电行业作为锅炉补充水来说，要占60% 以上；对其它用户，它们对水质要求也不高，大致与发电行业相仿，也占20%。因此从满足大多数的80% 用户来考虑，只需EDI装置出水在5 MΩ·cm以上就可以了。
国产的EDI装置，可能由于制造技术和材料方面的原因，也可能由于用户对EDI技术不熟悉或其他方面的种种原因，运行中的EDI装置出水从15 MΩ·cm以上逐渐下降，直到出水不能满足用户要求，不能长期稳定在10 MΩ·cm，以上。针对国内离子交换膜的性能不如国外，对EDI工艺的掌握不如国外，以及对其他一些因素的考虑，提出新型结构的EDI装置出水电阻率以稳定在10 MΩ.cm为宜：稳定在10 MΩ·cm为优质品，稳定在5 MΩ·cm为合格品。采用这样的定位就可以满足80% 绝大多数用户的需求。 EDI装置是应用在反渗透系统之后，取代传统的混合离子交换技术（MB-DI）生产稳定的去离子水。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点：
1、占地空间小，省略了混床和再生装置；
2.产水连续稳定，出水质量高，而混床在树脂临近失效时水质会变差；
EDI装置是一个连续净水过程，因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm，最高可达18MΩ·cm，达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的，在刚刚被再生后，其产品水水质较高，而在下次再生之前，其产品水水质较差。
3.运行费用低，再生只耗电，不用酸碱，节省材料费用；
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用，省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面，EDI装置约0.5kWh/t水，混床工艺约0.35kWh/t水，电耗的成本在电厂来说是比较经济的，可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面，EDI装置产水率高，不用再生用水，因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说，在运行费用中，EDI装置吨水运行成本在2.4元左右，常规混床吨水运行成本在2.7元左右，高于EDI装置。因此，EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。
4.环保效益显著，增加了操作的安全性；
EDI属于环保型技术，离子交换树脂不需酸、碱化学再生，节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放，属于非化学式的水处理系统，它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放，因而它对新用户具有特别的吸引力。
三、技术性能
EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件。以下是保证EDI正常运行的最低条件。为了使系统运行效果更佳，系统设计时应适当提高这些条件。
EDI进水指标
为防止装置出现污堵，减少其运行寿命，EDI对进水水质有一定的要求，一般采用RO的渗透水作为进水。

B. 化学材料简介和应用

聚丙烯酰胺
聚炳烯酰胺（Polyacrylamide）简称PAM,俗称絮凝剂或凝聚剂，分阳离子、阴离子型，分子量在400-1800万之间，产品外观为白色或略带黄色粉末，液态为无色粘稠胶体状，易溶于水,温度超过120℃时易分解。聚丙烯酰胺可以分为以下几种类型：阴离子型 、阳离子型、非离子型、复合离子型。胶体产品为无色透明、无毒、无腐蚀。粉剂为白色粒状。两者均能溶于水，但几乎不溶于有机溶剂。不同品种、不同分子量的产品有不同的性质。

聚丙烯酰胺分子中具有阳性基团（-CONH2），能与分散于溶液中的悬浮粒子吸附和架桥，有着极强的絮凝作用，因此广泛用于水处理以及冶金、造纸、石油、化工、纺织、选矿等领域。

阴离子型主要用于生活生产用水，工业和城市污水处理。亦适用于氧化铝制备过程中赤泥的絮凝沉淀及泥液分离。阳离子型分子量偏高，主要用于水悬浊液和悬浊物的絮凝沉淀，酸性和偏酸性溶液含有有机悬浊物时絮凝是很困难的。在这种情况下，阳离子型聚丙烯酰胺能有效的进行絮凝沉淀，显示其突出的性能。使用形态为0.1-0.2%水溶液，必须用Ph≤7的水配制，配成稀溶液后极易水解。应随配随用或在当天用完，不宜长时间存放。

作用：PAM用作污水处理，对水中有机物去除效率高，用量少，沉降速度快，制水成本低，是其它絮凝剂无法替代的产品。

使用方法：PAM用于水处理可以单独使用，有可以和PAC配合使用，但两者搅拌必须分开进行，根据各自情况确定稀释时加水量和投加量大小。

用途：
粉剂产品主要以阴离子型为主，该产品主要用于石油、冶金、选矿、造纸、纺织、制糖、石料切割、化工、医药以及污水处理等产品标准按GB/T13940-92执行。
粉剂聚丙烯酰胺产品标准： 指标名称 牌号 PAM-ASG-800 PAM-ASG-1000 PAM-ASG-1500
外观 白色粒状
分子量（M） 600-800万 900-1200万 1300-1500万
固含量（%）≥ 90
水解度（%） 5-30
游离单体（%）≤ 0.5
溶解时间（h） 1-2
注：粉剂牌号中符号意义为：PAM-聚丙烯酰胺N－非离子型A-阴离子型S－粉剂G－工业用
运输、贮存过程中注意防潮、防晒。

CAS No.： 9003-05-8
英文名称： Poly(acrylamide)
中文别名： 絮凝剂3号;阴离子聚丙烯酰胺;聚丙烯酰胺干粉(阴离子型);聚丙烯酰胺胶体Ⅰ型;聚丙烯酰胺(胶体);聚丙烯酰胺胶体Ⅱ型

C. 去离子水对铁有腐蚀吗

有，由于去离子水中含有氧，铁在潮湿、有氧的条件下即可被氧化生成铁锈。

D. 碳纤维复合材料成型方法及工艺

复合材料加工工艺是在同一基础上根据不同材料的特性及应用目的而不断衍生发展的。碳纤维复合材料在发挥质轻、强度大的基础上，也会根据应用对象的差异而采用不同的成型工艺，从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。下面小编针对适用于碳纤维复合材料的成型工艺及其应用以及碳纤维复合材料的成型方法。希望能够给大家带来帮助。

一、碳纤维复合材料的成型方法

1、模压法。这种方法是将早已预浸树脂的的碳纤维材料放入金属模具中，加压后使多余的胶液溢出来，然后高温固化成型，脱膜后成品就出来了，这种方法最适合用来制作汽车零件。

22、手糊压层法。将浸过胶后的碳纤维片剪形叠层，或是以便铺层一边刷上树脂，再热压成型。这个方法可以随便选择纤维的方向、大小和厚度，被广泛使用。注意的是铺层后的形状要小于模具的形状，这样纤维在模具内受压时就不会挠曲。

33、真空袋热压法。在模具山叠层，并覆上耐热薄膜，利用柔软的口袋向叠层施加压力，并在热压灌中固化。

44、缠绕成型法。将碳纤维单丝缠绕在碳纤维轴上，特别适用于制作圆柱体和空心器皿。

55、挤拉成型法。先将碳纤维完全浸润，通过挤拉除去树脂和空气，然后在炉子里固化成型。这种方法简单，适用于制备棒状、管状零件。

二、碳纤维复合材料成型工艺

1.手糊成型：

在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣，将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上，刷涂或喷涂树脂体系胶液，达到需要的厚度后，成型固化、脱模。在制备技术高度发达的今天，手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。其缺点是质地疏松、密度低，制品强度不高，而且主要依赖于人工，质量不稳定，生产效率很低。

2.喷射成型：

属于手糊工艺低压成型中的一类，使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后，压缩空气喷洒在模具上，达到预定厚度后，再手工用橡胶锟按压，然后固化成型。为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺，在工作效率方面有一定程度的提高，用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。

3.层压成型：

将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化，这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备，并根据树脂的流变性能，进行改进与完善。层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点，但是设备一次性投资大。

4.缠绕成型：

将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上，然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点，可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。

5.拉挤成型：

将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的型材。拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺，其优点是生产过程可完全实现自动化控制，生产效率高。拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%，浸胶在张力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高，其制成品纵、横向强度可任意调整，可以满足制品的不同力学性能要求。该工艺适合于生产各种截面形状的型材，如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材。

6.液态成型：

将液态单体合成为高分子聚合物，再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成，既减少了工艺过程中的能量消耗，又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。但这种工艺的应用，必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础，属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴，目前的应用还不是很广。

7.真空热压罐：

将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内，在一定温度和压力下完成固化过程。热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面，然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖，并密封于真空袋内，再放入热压罐中。加温固化前先将袋抽真空，除去空气和挥发物，然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩，支架、机翼、尾翼等产品。

8.真空导入：

简称VIP，在模具上铺“干”碳纤维复合材料，然后铺真空袋，并抽出体系中的真空，在模具腔中形成一个负压，利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料，最后充满整个模具，制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的制品。该工艺在1950年就出现了专利记录，但在近几年才得到发展。在真空环境下树脂浸润碳纤，制品中产生的气泡极少，制品的强度更高、质量更轻，产品质量比较稳定，而且降低了树脂的损耗，仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品，能较好地控制产品厚度。一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩，风电能源中的叶片、机舱罩，汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。

总结：随着碳纤维复合材料应用的深入和发展，碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现，但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的，在实际应用中，往往是多种工艺并存，实现不同条件、不同情况下的最好效应。同时碳纤维重量比铝轻，强度却高于钢，又有耐腐蚀、耐高温、模量高等优点，被称为“新兴材料之王”。碳纤维的产品在很多领域都有应用。希望以上的这些知识能够帮到大家，祝大家生活愉快。

E. 石墨烯在锂电池电极材料有哪些应用

(1) 石墨烯具有优良的导电和导热特性,亦即,本身已具有了良好的电子传输通道,而良好的导热性能也确保了其在使用中的稳定性；
(2)聚集形成的宏观电极材料中,石墨烯片层的尺度在微纳米量级,远小于体相石墨,使得Li+在石墨烯片层之间的扩散路径较短；而且片层间距也大于结晶性良好的石墨,更有利于Li+的扩散传输。
(3)因此,石墨烯基电极材料同时具有良好的电子传输通道和离子传输通道,非常有利于锂离子电池功率性能的提高。
通过优化石墨烯复合材料的微观结构，例如夹层结构或石墨烯片层包覆结构，可进一步提高材料的电化学性能。在正极复合材料中，石墨烯形成的连续三维导电网络可有效提高复合材料的电子及离子传输能力。此外，相比于传统导电添加剂，石墨烯导电剂的优势在于能用较少的添加量，达到更加优异的电化学性能。
有研究表明，纯石墨烯材料由于首次循环库仑效率低、充放电平台较高以及循环稳定性较差，并不能取代目前商用的碳材料直接作为锂离子电池负极材料使用。这主要是由于石墨烯较大的比表面积会导致材料与电解质接触面积大，材料中存储的锂离子与电解质分子会发生不可逆反应形成 SEI 膜。同时，碳材料表面残余的含氧基团与锂离子发生不可逆副反应，填充碳材料结构中的储锂空穴，造成可逆容量的进一步下降。此外，石墨烯片层极易聚集堆积成多层结构，从而丧失了其因高比表面积而具有的高储锂空间的优势。但石墨烯可以作为一种优异的基体材料在复合电极材料中可发挥更大的作用。

由于将石墨烯应用于锂离子电池可以解决传统锂电池能量密度和功率密度难以兼得的问题，石墨烯在锂离子电池中应用是一个非常有前途的方向。石墨烯可以在多个方面应用于锂电池中，比如石墨烯复合负极材料，如硅碳复合负极材料；也可以作为锂电池正负极材料的导电添加剂，还可以涂覆于铝箔集流体上，形成石墨烯功能涂层铝箔石。近年来，我国已有不少企业从事这方面的研究，并取得了积极进展。

F. 超级电容器电极炭（超级电池活性炭电极、电池电极材料）的应用前景及生产厂家有哪些国内炭材料到底怎么

国内材料的话，我们院很多研究所都用过合达炭素的电极炭，综合评价还不错。比起进口材料有点差距，但是毕竟价格便宜嘛。要买的话，找上海汇合达投资管理公司。我买的时候，他家销售人员说上海汇合达是合达炭素的上级公司，在新疆也有分厂，从2004年就开始研发生产了，国内产能算比较大的了。希望能帮到你，望采纳哦！谢谢！

G. 碳纤维复合材料的应用有哪些

普通碳-石墨制品的脆性，是碳素材料的最大弱点。多年来人们为提高碳素制品的可挠性和机械强度，进行了广
泛深入的研究。从20世纪60年代初期开始发展起来的碳纤维及其复合材料，由于具有很高的比强度、比刚度等优异
特性，在工程应用上越来越受到重视。

碳纤维系采用天然纤维或人造纤维在一定条件下经加工和碳化而成。如果用来制造复合材料，则碳纤维还要
经过一系列表面处理。由于聚丙烯腈合成纤维含碳量高，工业上普遍用它作原料。原料丝首先利用一般纺织机械将
纤维丝束整成卷，或拉成无纬布。为了提高碳纤维的强度和弹性模量，常常在碳化之前先经预氧化，预氧化是在预
氧化炉中于210-230℃高温下进行的。预氧化可以加速聚丙烯腈分子形成环链的芳香结构，使分子间牢固地结合在
一起。然后在非氧化性气纸中于1000-1100℃的高温下进行碳化，如果最终希望得到石墨化纤维，则需进一步在
2500-3000℃下经过石墨化处理。

碳纤维与普通碳-石墨制品一样，具有优良的耐热和耐腐蚀性能，但导热性却保持了原料纤维的特点，比较低。因此，常将碳纤维织成碳布或碳毡用作感应炉和电阻炉的热屏蔽材料。石墨化的纤维则有较高的导热率，作为发热
元件可以在真空或惰性气体炉内用到2500℃。石墨化纤维编织成石墨纱经聚四氟乙烯浸渍，用于输送腐蚀性介质的
化工泵的城料密封，不仅有良好的密封性，且使用寿命长。

碳纤维复合材料有碳纤维/树脂、碳纤维/金属、碳纤维/碳等各种制品，其中以碳纤维增强树脂的复合材料应用最多。玻璃纤维的比强度与碳纤维差不多，但比刚度却低很多。显然，碳纤维/树脂复合材料比玻璃钢有更优越的
性能。目前碳纤维复合材料在航空工业上已得到广泛应用，在汽车工业、原子能工业中亦逐步扩大使用范围。利用这
种材料的高比强度、高比刚度和优异的耐蚀性，用作化工机械的高速回转件如离心机转鼓、泵的叶轮或压力容器等无
疑具有良好的应用前景。

H. 氯化钙、活性炭颗粒、竹炭这三种材料哪种除湿效果最好

个人觉得活性炭吸附的效果好些！
氯化钙为无机化合物，一种由氯元素和钙元素构成的盐，为典型的离子型卤化物。性状为白色、硬质碎块或颗粒。微苦，无臭。氯化钙对氨具有突出的吸附能力和低的脱附温度，在合成氨吸附分离方面具有很大的应用前景。但由于氯化钙不易形成稳定的多孔材料，与气氨的接触面积小，并且在吸附、解吸过程中容易膨胀、结块，因此使之难以在这方面付诸实际应用。将氯化钙担载于高比表面载体上，可以大大提高氯化钙与气氨的接触面积。已有相关研究表明，将氯化钙担载于分子筛上而制备的复合吸附剂比单一吸附剂有更好的吸附性能和稳定性。
氯化钙，一种由氯元素和钙元素构成的盐，化学式为CaCl2。它是典型的离子型卤化物，室温下为白色固体。它常见应用包括制冷设备所用的盐水、道路融冰剂和干燥剂。因为它在空气中易吸收水分发生潮解[5]，所以无水氯化钙必须在容器中密封储藏。氯化钙及其水合物和溶液在食品制造、建筑材料、医学和生物学等多个方面均有重要的应用价值。
活性炭又称活性炭黑。是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主要成分除了碳以外还有氧、氢等元素。活性炭上在元素组成方面，80%-90%以上由碳组成，这也是活性炭为疏水性吸附剂的原因。活性炭中除I碳元素外，还包含布两类掺和物：一类 是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合。
竹炭是以三年生以上高山毛竹为原料，经近千度高温烧制而成的一种炭。竹炭具有疏松多孔的结构，其分子细密多孔，质地坚硬。有很强的吸附能力，能净化空气、消除异味、吸湿防霉、抑菌驱虫。与人体接触能去湿吸汗，促进人体血液循环和新陈代谢，缓解疲劳。经科学提炼加工后，已广泛应用于日常生活中。