ECNU-UAlberta Joint Lab for Biodiversity Study

2018-04-16 那崇峥: 整体纳米碳高效电容除盐的原理与设计

Date: 2018-04-08   Author:  views: 363

Title:整体纳米碳高效电容除盐的原理与设计
Speaker:那崇峥 副教授
Host:赵雅萍 教授
Time:2018-4-16(周一)下午13:30
Place:闵行校区 资环楼435会议室


About the Speaker:
        那崇峥博士拥有清华大学的环境工程学士学位,美国宾州立大学的环境工程硕士学位,和美国密歇根大学的环境工程博士学位。在美国哈佛大学进行了博士后研究以后,那博士首先在美国圣母大学任助理教授。现为德州理工大学副教授,致力于环境纳米材料和纳米技术的教学与研究。那博士曾在包括Nature Communications, PNAS, ACS Catalysis, Applied Catalysis B: Environmental, Environmental Science & Technology, Water Research等重要期刊上发表论文30多篇。详情请见个人主页:www.chongzhengna.com。

About the Lecture:

        脱盐(也称淡化)是一类重要的水处理工艺,其主要设计目标为降低水中溶解固体(即离子)的浓度。脱盐在饮用水净化以及市政、工业、农业和个人用户的废水再利用等方面应用广泛,目前主要通过反渗透和电渗析等膜基技术进行。这些技术的实施需要完善的预处理以及对温度、酸碱度和结垢成分的控制。电容除盐是一种利用多孔碳电极在直流电场下吸附离子的无膜脱盐技术,故有潜力解决所有与半透膜相关的脱盐技术难题。但是,自1960年被首次提出以来,电容除盐在设备投资、能源使用和处理性能上一直未能缩小与膜技术的差距。在本次报告中,我将通过对文献数据的总结分析来充分论证,过去电容除盐研发的失败源自对原理理解的严重偏差,即在电容除盐的性能瓶颈为缓慢的吸附动力学的条件下,把提高热力学吸附量错误地作为了研发核心。在这个全新认识的指导下,我的研究小组设计出了具有有序结构的多孔集成纳米碳电极;并在此基础上,制造出了世界上第一台高效电容除盐系统。该系统具有大于1微米每秒以上的渗透通量和小于0.5千瓦时每立方米的操作能耗,可以在与反渗透相当的条件下将苦咸水淡化成饮用水。高效电容除盐系统的成功设计为无膜脱盐的研究揭开了新的一页。