流动电极电容去离子去除铜离子的性能与系统污染研究

杨晨旭; 余铭浩; 陈梦; 马俊俊; 牛建瑞; 张静; 刘春; 陈晓轩

河北科技大学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (06) : 704 -712.

杨晨旭, 余铭浩, 陈梦, 马俊俊, 牛建瑞, 张静, 刘春, 陈晓轩

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摘要

为了解决电化学技术处理铜离子(Cu²⁺)废水过程中系统易受污染而导致稳定性差的问题，本文重点关注了流动电极电容去离子（flow electrode capacitive deionization, FCDI）去除Cu²⁺过程中系统的污染特性，探究了外加电压、进水Cu²⁺浓度、流动电极流速及进水水质等关键参数对系统去除Cu²⁺性能的影响机制。结果表明：在外加电压为0.8 V、进水Cu²⁺浓度为50 mg/L、流动电极流速为1.2 mL/min的条件下，Cu²⁺去除率达到56.22%,电荷效率为90%,除铜速率为0.03μmol/（cm²·min）。此外，考察了流动电极在不同循环模式下系统的连续运行稳定性，并分析了离子交换膜与活性炭电极的污染特征。研究表明，流动电极在单循环（single cycle, SC）模式下对Cu²⁺的去除效果显著，且该模式下膜和电极表面的污染程度最低。本研究为FCDI技术在重金属去除中的应用提供了重要参考。