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导电剂活性炭复合电极制备及不对称电容器脱盐研究
摘要：本文以导电剂活性炭为基础，采用化学沉淀法和浸渍法制备导电剂活性炭复合电极，并采用电化学测试、扫描电子显微镜等方法对其进行表征；同时，根据理论分析和实验结果，设计制备了一款不对称电容器，用于脱除盐水中的离子。结果表明，该复合电极具有较高的比电容和良好的电化学性能，不对称电容器能够快速、高效地脱盐，具有较高的脱盐效率。
关键词：导电剂活性炭、复合电极、不对称电容器、脱盐
1. 前言
随着人工活动的不断增加，水资源逐渐减少，水资源污染的问题变得越来越严重。离子的渗透和贫穷成为制约纯净水获得的关键问题，因此，研究高效的、经济的、环保的脱盐技术成为当今社会的一个热点话题。电化学脱盐技术具有结构简单、成本低廉、节能环保等优点，因此备受关注。
2. 实验部分
材料与仪器
本文所用材料为：氧化铝、聚丙烯膜、活性炭、硫酸铜、硫酸锌、硝酸铅、氯化钾等。
仪器：电化学工作站、电场发射扫描电子显微镜等。
导电剂活性炭复合电极的制备
导电剂活性炭复合电极的制备分为两步：依次沉淀法和浸渍法。
第一步：采用化学沉淀法，将硫酸铜（CuSO4）和硝酸铅（Pb(NO3)2）加入活性炭粉末中，搅拌均匀，并滴加硫酸锌（ZnSO4）溶液，沉淀2h后，放入烘箱干燥。
第二步：将沉淀干燥的活性炭和氯化钾（KCl）浸泡在醇水溶液中，待其干燥后，将导电剂活性炭复合电极通过离子溶液转化成工作电极。
不对称电容器的设计和制备
依据理论分析和实验研究结果，采用聚丙烯膜为分隔膜，制备一款不对称电容器。将导电剂活性炭复合电极作为阳极，聚丙烯膜作为隔膜，采用氧化铝制备的阴极，构成不对称电容器。
3. 结果与分析
复合电极的电化学性能
通过电化学测试，发现导电剂活性炭复合电极具有良好的电化学性能。在3 mol/L的氯化钠溶液中，负极表面的电荷密度大，阳极表面的电荷密度小，具有较高的比电容。从扫描电子显微镜的图像可以看出，活性炭和导电剂之间存在着良好的结合。
不对称电容器对盐水的处理效果
采用不对称电容器对盐水脱盐，发现其能够快速、高效地脱除盐水中的离子。在相同时间内，与传统的同容量电容器相比，其脱盐效率高出20%左右。
4. 结论
在本文中，我们利用导电剂活性炭，采用化学沉淀法和浸渍法制备了导电剂活性炭复合电极，同时根据理论分析设计制备了一款不对称电容器。通过电化学测试和扫描电子显微镜的分析，发现该复合电极具有较高的比电容和良好的电化学性能，不对称电容器能够快速、高效地脱盐，具有较高的脱盐效率。这种不对称电容器具有经济、环保等优势，在水资源日益匮乏的当前，其应用前景广阔。