一种EDI电极板材料功能的改善方法与流程

本发明属于edi，尤其涉及一种edi电极板材料功能的改善方法。

背景技术：

1、edi(electrodeionization，电去离子技术)是一种在电场作用下，通过离子交换树脂去除水中离子的净化技术。edi设备主要由电解槽、电极板、电源和离子交换膜组成。电极板是edi设备的核心部件，其性能直接影响设备的运行效率和出水水质。

2、传统的edi电极板材料主要由导电材料、离子交换树脂、支撑材料和添加剂组成。导电材料如石墨烯、碳纳米管或金属纳米颗粒等，用于提高电极板的导电性能；离子交换树脂如阳离子交换树脂或阴离子交换树脂等，用于吸附水中的离子；支撑材料如聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚四氟乙烯等，用于支撑电极板；添加剂如抗氧化剂、分散剂或增塑剂等，用于改善电极板材料的性能。

3、然而，传统的edi电极板材料存在一定的局限性，如导电性能不足、离子交换性能较低、力学性能和耐腐蚀性能较差等。因此，有必要对edi电极板材料进行改性，以提高其性能，扩大其应用范围。

4、因此，有必要提供一种新的edi电极板材料功能的改善方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种使用方便，通过对电极板材料的改性，提高了其导电性能、离子交换性能、力学性能和耐腐蚀性能。这有助于提高edi设备的运行效率、产水水质和设备稳定性，从而扩展了edi设备的应用领域，提高了其在不同行业的适用性的edi电极板材料功能的改善方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的edi电极板材料功能的改善方法，制备edi电极板材料，所述edi电极板材料包括以下成分：

3、导电材料：包括但不限于石墨烯、碳纳米管或金属纳米颗粒；

4、离子交换树脂：包括但不限于阳离子交换树脂或阴离子交换树脂；

5、支撑材料：包括但不限于聚丙烯腈、聚氯乙烯或聚四氟乙烯；

6、添加剂：包括但不限于抗氧化剂、分散剂或增塑剂。

7、作为本发明的进一步方案，对所述edi电极板材料进行改性，以提高其导电性能和离子交换性能，所述改性包括但不限于以下方法：

8、对导电材料进行表面处理，以提高其导电性能；

9、具体步骤可以采用以下几种方法：

10、化学氧化处理法：通过化学氧化剂如硝酸、硫酸，对导电材料进行表面处理，使其表面形成氧化层，提高导电性能。

11、物理气相沉积法：利用物理气相沉积技术(如溅射或蒸发)，在导电材料表面沉积金属或金属氧化物导电材料，以提高其导电性能。

12、溶液浸渍法法：将导电材料浸泡在含有导电材料的溶液中，使其表面吸附或吸附导电材料，以提高其导电性能。

13、激光辐射处理法：利用激光辐射，对导电材料表面进行辐射处理，使其表面形成激光辐射改性层，以提高其导电性能。

14、离子体处理法：利用离子体技术，对导电材料表面进行处理，使其表面形成离子体改性层，以提高其导电性能；

15、对离子交换树脂进行化学改性，以提高其离子交换性能；

16、具体步骤可以采用以下方法：

17、引入功能性官能团法：通过化学反应，在离子交换树脂的分子链上引入具有特殊离子交换功能的官能团，如磺酸基、羧基、氨基，以提高其离子交换性能。

18、聚合物接枝法：通过化学反应，将具有特殊离子交换功能的聚合物接枝到离子交换树脂的分子链上，以提高其离子交换性能。

19、交联与扩链法：通过化学反应，将离子交换树脂进行交联或扩链，以提高其离子交换性能。

20、表面修饰法：通过化学反应，对离子交换树脂表面进行修饰，如表面接枝、表面沉积，以提高其离子交换性能。

21、离子交换树脂的合成法：通过改变离子交换树脂的合成条件，如单体种类、反应条件，以提高其离子交换性能；

22、对支撑材料进行改性，以提高其力学性能和耐腐蚀性能；

23、具体步骤可以采用以下方法：

24、增强材料法：将增强材料如玻璃纤维、碳纤维添加到支撑材料中，以提高其力学性能。

25、共混改性法：将支撑材料与具有优良力学性能和耐腐蚀性能的聚合物进行共混，以提高其力学性能和耐腐蚀性能。

26、表面处理法：对支撑材料表面进行处理，如喷涂、涂层，以提高其耐腐蚀性能。

27、化学改性法：通过化学反应，改变支撑材料的化学结构，以提高其力学性能和耐腐蚀性能。

28、交联与扩链法：通过化学反应，将支撑材料进行交联或扩链，以提高其力学性能。

29、对添加剂进行选择和优化，以提高edi电极板材料的综合性能。

30、具体步骤可以采用以下方法：

31、抗氧化剂的选择与优化法：选择适合的抗氧化剂，如酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂，并调整其添加量，以提高edi电极板材料的耐氧化性能。

32、分散剂的选择与优化法：选择适合的分散剂，如非离子型分散剂、阴离子型分散剂，并调整其添加量，以提高edi电极板材料的分散性能。

33、增塑剂的选择与优化法：选择适合的增塑剂，如邻苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪酸酯类增塑剂，并调整其添加量，以提高edi电极板材料的塑性和加工性能。

34、综合考虑法：根据edi电极板材料的具体需求和应用领域，综合考虑抗氧化剂、分散剂和增塑剂的选择与优化，以达到最佳的综合性能。

35、作为本发明的进一步方案，制备edi电极板，所述edi电极板包括以下部分：

36、电极板主体：由所述edi电极板材料制成；

37、电极板连接件：用于连接电极板主体与其他设备；

38、电极板密封件：用于密封电极板主体，防止电解质溶液泄漏。

39、作为本发明的进一步方案，将所述edi电极板应用于edi设备中，所述edi设备包括以下部分：

40、电解槽：用于容纳电解质溶液；

41、电极板：所述edi电极板；

42、电源：用于向电极板提供电流；

43、离子交换膜：用于分离阴阳离子，实现离子交换。

44、作为本发明的进一步方案，对所述edi设备进行测试，以验证所述edi电极板材料功能的改善效果，测试方法包括但不限于以下方法：

45、测量edi设备的电流效率；

46、具体步骤如下：

47、步骤1：将edi设备接入电源，使设备处于工作状态。

48、步骤2：在稳定运行状态下，测量edi设备的输入电流和输出电流。

49、步骤3：计算电流效率，即输出电流与输入电流之比。

50、步骤4：与原始edi设备相比，评估电流效率的提高程度。

51、测量edi设备的能量效率；

52、具体步骤如下：

53、步骤1：将edi设备接入电源，使设备处于工作状态。

54、步骤2：在稳定运行状态下，测量edi设备的输入功率和输出功率。

55、步骤3：计算能量效率，即输出功率与输入功率之比。

56、步骤4：与原始edi设备相比，评估能量效率的提高程度。

57、测量edi设备的产水水质；

58、具体步骤如下：

59、步骤1：将edi设备接入水源，使设备处于工作状态。

60、步骤2：在稳定运行状态下，采集edi设备的产水样品。

61、步骤3：对产水样品进行水质分析，包括ph值、电导率、硬度、tds指标。

62、步骤4：与原始edi设备相比，评估产水水质的改善程度。

63、测量edi设备的运行稳定性。

64、具体步骤如下：

65、步骤1：将edi设备接入电源和水源，使设备处于工作状态。

66、步骤2：在稳定运行状态下，持续监测edi设备的运行参数，如电流、电压、压力。

67、步骤3：记录设备运行过程中出现的故障和维护次数。

68、步骤4：与原始edi设备相比，评估运行稳定性的提高程度。

69、以上方法可以单独使用，也可以结合使用，以达到最佳的测试效果，验证edi电极板材料功能的改善效果。

70、作为本发明的进一步方案，根据测试结果，对所述edi电极板材料进行优化，以提高其性能。

71、作为本发明的进一步方案，将所述优化后的edi电极板材料应用于新的edi设备中，以验证其性能改善效果。

72、作为本发明的进一步方案，制备多种不同成分和配比的edi电极板材料，并对其进行测试和优化，以寻找最佳的edi电极板材料配方。

73、作为本发明的进一步方案，将所述最佳配方的edi电极板材料应用于大规模的edi设备生产中，以提高edi设备的性能和可靠性。

74、与相关技术相比较，本发明提供的edi电极板材料功能的改善方法具有如下有益效果：

75、本发明提供一种edi电极板材料功能的改善方法：通过改性方法，如表面处理、化学改性，可以提高edi电极板材料的导电性能，从而提高edi设备的电流效率和能量效率。

76、本发明提供一种edi电极板材料功能的改善方法：通过改性方法，如引入功能性官能团、交联与扩链，可以提高edi电极板材料的离子交换性能，从而提高edi设备的产水水质和运行稳定性。

77、本发明提供一种edi电极板材料功能的改善方法：通过改性方法，如增强材料、共混改性、表面处理，可以提高edi电极板材料的力学性能和耐腐蚀性能，从而提高edi设备的使用寿命和可靠性。

78、本发明提供一种edi电极板材料功能的改善方法：通过选择和优化抗氧化剂、分散剂和增塑剂添加剂，可以提高edi电极板材料的综合性能，从而提高edi设备的整体性能。

79、本发明提供一种edi电极板材料功能的改善方法：通过制备edi电极板并将其应用于edi设备中，可以有效提高设备的运行效率，降低能耗，减少废水排放，符合绿色环保理念。

80、本发明提供一种edi电极板材料功能的改善方法：通过制备多种不同成分和配比的edi电极板材料，并进行测试和优化，可以寻找最佳的edi电极板材料配方，从而扩展edi设备的应用领域，提高其在不同行业的适用性。