活性炭是电导性仲亲性离子吸附材料
化学物理
2015-09-22 v1
摘要
由活性炭 (AC) 粒子组成的电极可通过离子电吸附实现水的脱盐。为了对活性炭微孔中形成的电双层 (EDL) 的结构进行数学描述，需建立准确的模型。为了在未带电的 AC 中也能描述盐类吸附，改进的 Donnan 模型中引入了“吸引项”。本文将说明，无需使用吸引项，即可通过利用活性炭中碳-水界面表面结构的化学信息来构建另一种 EDL 模型。该 EDL 模型假设活性炭同时包含酸性基团（例如由于羧基功能团引起）和碱性基团（由于质子吸附于碳基平面引起）。文中将展示，此“仲亲性 Donnan”模型能够准确描述 NaCl、CaCl2 以及其混合溶液在外部盐浓度和两个活性炭电极之间电池电压变化下的离子电吸附数据。该仲亲性 Donnan 模型可用于将活性炭的活化处理条件和电极制备工艺（两者均影响羧酸含量）与 EDL 结构及脱盐性能相联系。
引用
@article{arxiv.1509.06354,
title = {Activated carbon is an electron-conducting amphoteric ion adsorbent},
author = {P. M. Biesheuvel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.06354},
year = {2015}
}