本实用新型专利技术公开了一种光促进电容去离子装置：包括反射聚光板、固定在反射聚光板上的电吸附管、固定在电吸附管一端的挡板。本实用新型专利技术提供的光促进电容去离子装置以分布广泛、绿色清洁的太阳能作为辅助驱动力，降低了电能能耗；针对光驱动过程需求，专门设计了反射聚光板，提升了太阳光利用率；电容去离子吸附量高，循环寿命长，稳定性好。稳定性好。稳定性好。
【技术实现步骤摘要】
一种光促进电容去离子装置
[0001]本实用电容去离子
，特别涉及一种光促进电容去离子装置。
技术介绍
[0002]电容去离子技术(Capacitive Deionization，简称CDI)，又称电吸附技术(Electrosorb Technology)，是20世纪90年代末开始兴起的一项新型水处理技术。其基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中荷电粒子的吸附。除了盐水淡化，电容去离子技术还可以去除水中含有的砷、硝酸盐、氟化物、高氯酸盐、氨氮、金属离子及其他离子性化合物。具有水回收率高、离子去除效率高、使用寿命长、污染低等技术特点，通常用于苦咸水淡化、循环冷却水质改善、反渗透预处理等场景。但由于双电层电容的能量密度较低，电容去离子技术受到吸附量较低、原水浓度范围较窄等掣肘。
[0003]太阳能是地球上分布最广，储量最大的可再生能源，如果能够通过清洁的方式，将太阳能直接用于驱动或辅助驱动电容去离子过程，将有助于提升电容去离子脱盐能力。然而，对于现有的太阳能驱动电容去离子装置通常基于半导体光催化剂，如：公开号为CN110510715A的中国专利文献公开的一种光驱动电容去离子的装置和方法，采用涂覆法、浸渍
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提拉法或喷涂法对集流体基底进行光催化剂的负载，将光能转化为电能，但是光催化剂中的光生载流子易复合、量子效率较低，整体装置的吸附效率有限。此外，尚未开发专门针对光驱动电容去离子工艺的装置。相对而言，结构简单、吸附效率高的光促进电容去离子专用装置将具有更强的应用价值和更广泛的应用前景。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于提供一种光促进电容去离子装置，以分布广泛、绿色清洁的太阳能作为辅助驱动，对淡盐水进行脱盐处理；该装置结构简单，吸附效率高。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种光促进电容去离子装置，包括反射聚光板、固定在反射聚光板上的电吸附管、固定在电吸附管一端的挡板。
[0007]所述电吸附管为透明石英玻璃管。
[0008]所述电吸附管下侧设置有原水进水口，上侧设置有产水出水口。所述电吸附管另一端设有正负极引子。
[0009]所述电吸附管内部包括正极与正极集流体、负极与负极集流体、隔膜。所述正极与正极集流体、负极与负极集流体在电吸附光内部按平行交替排布。所述正极与正极集流体、负极与负极集流体之间设有隔膜。所述正极与正极集流体、负极与负极集流体分别电接吸附管另一端的正极引子、负极引子。
[0010]所述正极与正极集流体、负极与负极集流体之间的液体流道方向与原水进水口、产水出水口连线平行。
[0011]所述正极与正极集流体、负极与负极集流体的材料选自垂直取向石墨烯、垂直取向碳纳米管或以其为基底的赝电容复合材料。
[0012]本技术与现有技术相比，具有的有益效果如下：
[0013]本技术提供的光促进电容去离子装置以分布广泛、绿色清洁的太阳能作为辅助驱动力，降低了电能能耗；可应用的区域广。
[0014]本技术提供的光促进电容去离子装置针对光驱动过程需求，专门设计了反射聚光板，提升了太阳光利用率。
[0015]本技术提供的光促进电容去离子装置采用高光吸收率的垂直取向石墨烯、垂直取向碳纳米管或以其为基底的赝电容复合材料，电容去离子吸附量高，循环寿命长，稳定性好。
附图说明：
[0016]图1为本技术提供的光促进电容去离子装置的结构示意图；
[0017]图2为本技术提供的光促进电容去离子装置中电吸附管的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0018]为使本技术更明显易懂，以下结合附图和具体实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。以下描述的实施例仅用于解释本技术，并非对本技术任何形式上和实质上的限制。
[0019]实施例1
[0020]如图1、图2所示，本技术提供的光促进电容去离子装置，包括：挡板1、电吸附管2、反射聚光板3、负极引子4、正极引子5、原水进水口6、负极与负极集流体7、隔膜8、正极与正极集流体9、产水出水口10。其中，电吸附管2固定在反射聚光板3上，电吸附管2的一端固定有挡板，另一端设有正极引子4、负极引子5；电吸附管2的一侧设有原水进水口6和另一侧设有产水出水口10；电吸附管2的内部包括平行交替分布的正极与正极集流体9和负极与负极集流体7，正极与正极集流体9和负极与负极集流体7之间设有隔膜8；正极与正极集流体9和负极与负极集流体7之间的液体流道方向与原水进水口6和产水出水口10连线平行。
[0021]本实施例提供的光促进电容去离子装置的工作原理为：正极与正极集流体9和负极与负极集流体7捕集太阳能，并将入射光能转化为局部电场增强或局域加热，促进电极固
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液界面处电荷密度与离子堆积密度，提高反离子扩散系数，进而提高离子吸附能力。同时，反射聚光板3将太阳光聚集到电吸附管2无法被太阳光直射的侧面与背面，照射内部电极，提高太阳光利用效率。
[0022]将所述光促进电容去离子装置与电化学工作站(型号为PGSTAT302N)相连，施加的电信号为直流恒压信号，电压设定为1.0V。
[0023]利用配置有AM 1.5G滤光片的氙灯，提供模拟太阳光照，调整光强至1kW/m3，正对装置照射。
[0024]采用蠕动泵将待处理原水(浓度为2000mg/L)泵入光促进电容去离子装置下端的原水进水口6，蠕动泵提供的流速为10mL/min，流经正极与正极集流体9和负极与负极集流体7后从上端的产水出水口5流出。
[0025]待光照稳定后开始采集电压电流信号，并采用电导率探针在产水出水口测量盐溶液的电导率，以确定电极吸附量。
[0026]电极充电时对盐溶液进行吸附脱盐，最大充电吸附时间为30min，电极吸附饱和后将进行电容放电，排出含有高浓度盐分的水及溶解性总固体，然后进行交替充放电测试。
[0027]用本实施例提供的光促进电容去离子装置处理浓度为500mg/L的氯化钠溶液，施加电压为1.0V，电导率探针自带温度补偿功能。经测试，装置在不施加光照条件下运行时，产水出水口处溶液浓度下降11.2％；在模拟太阳光下照射下运行时，光照强度为1.0kW m
‑2，产水出水口处溶液浓度下降48.2％，说明光照对电容去离子吸附性能有显著提升。
[0028]上述是结合实施例对本技术作出的详细说明，但是本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何在本技术专利核心指导思想下所作的改变、替换、组合简化等都包含在本技术专利的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光促进电容去离子装置，其特征在于，包括反射聚光板(3)、固定在反射聚光板(3)上的电吸附管(2)、固定在电吸附管(2)一端的挡板(1)；所述电吸附管(2)内部包括正极与正极集流体(9)、负极与负极集流体(7)、隔膜(8)；所述正极与正极集流体(9)、负极与负极集流体(7)在电吸附管(2)内部按平行交替排布；所述正极与正极集流体(9)、负极与负极集流体(7)之间设有隔膜(8)；所述正极与正极集流体(9)、负极与负极集流体(7)分别接电吸附管(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：薄拯，徐晨轩，杨化超，黄哲崧，严建华，岑可法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：
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