【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水体软化和杀菌，具体涉及一种离子选择吸附电极、微电场吸附系统及其在水软化和杀菌灭藻中的应用。
技术介绍
1、水的硬度是世界各国普遍存在的水质问题，而水软化技术的发展是解决硬水危害的根本措施。目前，硬水软化的传统方法主要有化学沉淀、膜分离以及离子交换等技术。其中，化学沉淀法会影响水质，并产生大量可能污染环境的废物，而且处理不彻底还易造成安全隐患；使用阳离子交换树脂软化后的水会含有大量的钠盐，排放后会对部分环境具有破坏性，而且还存在溶胀率高从而易堵水的工业应用问题，而膜分离技术对进水压力会有一定的要求，建设成本和运行费用高，自身也有结垢堵塞的风险，在实际工程中一般很少专门用于硬水软化处理。
2、与传统技术相比，利用微电场吸附技术(mefb)使水中溶解盐类及其它带电物质在电极的表面富集浓缩而实现水的净化和淡化的新型水处理技术。目前，该技术主要用于海水淡化，而应用于淡水软化的研究较少。微电场吸附技术的碳基电极材料可利用其双电层效应，广谱性地对水中的离子进行吸附。然而，无论是地表水还是自来水均为多离子共存的复杂体系，传统的活性炭电极存在着吸附容量较低而且无离子选择性的弊端，使其难以在复杂体系的硬水软化中得到实际应用。对于日常饮用水，钠元素和钾元素是维持人体健康所必需的常量元素。因此，饮用水中含有一定量的na+和k+是我们所期望的。此外，对多离子体系的硬水进行软化时，由于同离子效应，非目标离子如na+和k+会与目标离子ca2+和mg2+竞争吸附位点，因此普通碳基电极材料对硬度离子的吸附容量较低，从而对硬水的软化效果
3、因此，开发一种能够选择性高效去除硬度离子，并能够实现同步抑灭微生物的电极材料及其制备方法，并提供由该电极组装而成的微电场去离子系统，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种离子选择吸附电极和微生物抑灭电极，由聚多羧酸离子交换纤维(ccef)修饰的炭基复合电极以及纳米银修饰的炭基复合电极组成，所述复合材料原料易获取、制备方法简单、吸附容量高、选择性高、可同步抑灭微生物，活性炭电极经ccef修饰以后可以显著改善其亲水性，降低溶液的传质阻力，提高其电化学性能。
2、本专利技术的再一目的在于提供一种微电场吸附mefb单元池。
3、本专利技术的再一目的在于提供一种微电场吸附mefb系统。
4、本专利技术的又一目的在于提供上述系统在水软化和杀菌灭藻中的应用，能在不同盐浓度条件下对硬度离子高选择性去除，并有效抗微生物污染和延缓电极表面结垢，具备水软化的实际应用前景。适用于自来水、地表水等天然淡水的水软化和微生物杀灭。
5、本专利技术目的通过以下技术方案实现：
6、一种离子选择吸附电极，所述离子选择吸附电极包括聚多羧酸离子交换纤维、活性炭、导电剂、粘结剂；
7、所述聚多羧酸离子交换纤维的质量百分比为5～20％。
8、优选地，所述活性炭的质量百分比为60％-80％，导电剂的质量百分比为5～10％，粘结剂质量百分比为5～10％。
9、优选地，所述离子选择吸附电极采用涂膜法制备得到：将聚多羧酸离子交换纤维、活性炭、导电剂、粘结剂加入适量水分散成浆料，涂覆在集流体上，真空干燥后得到。
10、优选地，所述真空干燥为80～100℃真空干燥1～3h。
11、优选地，所述分散为依次将粘结剂、聚多羧酸离子交换纤维、导电剂、活性炭超声分散。
12、优选地，所述涂覆的量为单片电极涂覆量为20mg～1000mg。
13、优选地，所述导电剂为科琴黑或乙炔黑；
14、所述粘结剂为ptfe、pvdf或nafion；
15、所述集流体为钛箔、铜箔、铝箔、炭纸、石墨纸或钛板。
16、一种微电场吸附单元池，包括阴极和阳极，所述阴极为权利要求1～4任一项所述的离子选择吸附电极；
17、所述阳极与阴极相同，或者所述阳极为掺杂纳米银的活性炭阳极。
18、优选地，所述单元池包括如下电极组合：
19、(-)ccef-10-aciiccef-10-ac
20、(-)ccef-5-aciiac
21、(-)ccef-10-aciiac
22、(-)ccef-15-aciiac
23、(-)ccef-20-aciiac
24、(-)ccef-10-aciiac-ag；
25、更优选为(-)ccef-10-aciiac或(-)ccef-10-aciiac-ag。
26、优选地，所述纳米银掺杂量为0～1wt％。
27、优选地，所述掺杂纳米银的活性炭阳极采用涂膜法制备得到，将活性炭、导电剂、粘结剂、纳米银，加入适量水分散成浆料，涂覆在集流体上，真空干燥后得到。
28、一种微电场吸附系统，包括上述微电场吸附mefb单元池，还包括电导率仪、蠕动泵、循环吸-脱附罐、脱附罐及恒压直流电源。
29、上述微电场吸附系统在水软化和/或杀菌灭藻中的应用。
30、优选地，所述水中阳离子包括钙离子、镁离子、钾离子、钠离子，其中，钙离子、镁离子、钾离子、钠离子的摩尔比为1:1:4:4～4:4:1:1，阳离子浓度为2.5mm～10mm；
31、所述菌为革兰氏阴性大肠杆菌和/或革兰氏阳性金黄色葡萄球菌；
32、电压为1.0～2.0v，更优选为1.2v。
33、优选地，使用前，先往mefb单元池中通去离子水对电极进行循环清洗，每隔5分钟测试一次电导率，当溶液电导率变化幅度小于0.5μs/cm时，电极纯化过程结束。
34、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
35、(1)在mefb领域，本专利技术中ccef的应用鲜有报道，而对硬度离子的选择性去除并同步实现微生物抑灭的研究尚未见报道。
36、(2)本专利技术所述用于水软化并同步实现微生物抑灭的电极的制备过程采用掺杂法，其制备过程简单，可以有效改善传统活性炭电极的亲水性，降低溶液传质阻力，提高材料的电化学性能，同时所选用原料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述离子选择吸附电极包括聚多羧酸离子交换纤维、活性炭、导电剂、粘结剂；
2.根据权利要求1所述的一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述活性炭的质量百分比为60％-80％，导电剂的质量百分比为5％～10％，粘结剂质量百分比为5％～10％。
3.根据权利要求2所述的一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述离子选择吸附电极采用涂膜法制备得到：将聚多羧酸离子交换纤维、活性炭、导电剂、粘结剂加入适量水分散成浆料，涂覆在集流体上，真空干燥后得到。
4.根据权利要求3所述的一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述导电剂为科琴黑或乙炔黑；
5.一种微电场吸附MEFB单元池，其特征在于，包括阴极和阳极，所述阴极为权利要求1～4任一项所述的离子选择吸附电极；
6.根据权利要求5所述的微电场吸附MEFB单元池，其特征在于，纳米银掺杂量为0～1wt％。
7.根据权利要求5所述的微电场吸附MEFB单元池，其特征在于，所述掺杂纳米银的活性炭阳极采用涂膜法制备得到，将活性炭、导电剂、粘结剂、纳米银，加入适
8.一种微电场吸附MEFB系统，其特征在于，包括权利要求5～7任一项所述的单元池，还包括电导率仪、蠕动泵、循环吸-脱附罐、脱附罐及恒压直流电源。
9.权利要求4～8任一项所述微电场吸附MEFB系统在水软化和/或杀菌灭藻中的应用。
10.根据权利要求9的应用，其特征在于，所述水中阳离子包括钙离子、镁离子、钾离子、钠离子；
...【技术特征摘要】
1.一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述离子选择吸附电极包括聚多羧酸离子交换纤维、活性炭、导电剂、粘结剂；
2.根据权利要求1所述的一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述活性炭的质量百分比为60％-80％，导电剂的质量百分比为5％～10％，粘结剂质量百分比为5％～10％。
3.根据权利要求2所述的一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述离子选择吸附电极采用涂膜法制备得到：将聚多羧酸离子交换纤维、活性炭、导电剂、粘结剂加入适量水分散成浆料，涂覆在集流体上，真空干燥后得到。
4.根据权利要求3所述的一种离子选择吸附电极，其特征在于，所述导电剂为科琴黑或乙炔黑；
5.一种微电场吸附mefb单元池，其特征在于，包括阴极和阳极，所述阴极为权利要求1～4任...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。