[發(fā)明專利]一種電吸附法水處理物理實驗裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810155683.6 | 申請日： | 2018-02-23 |
| 公開（公告）號： | CN108298647A | 公開（公告）日： | 2018-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張學斌 | 申請（專利權(quán)）人： | 商洛學院 |
| 主分類號： | C02F1/469 | 分類號： | C02F1/469 |
| 代理公司： | 北京知呱呱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577 | 代理人： | 呂學文;武媛 |
| 地址： | 726000 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電極 水樣 電導率測定儀 物理實驗裝置 學生 電吸附 蠕動泵 法水 電源電連接 電導率 活性炭 動手能力 教學過程 首尾相連 物理專業(yè) 學習興趣 泡沫銅 石墨烯 有效地 電源 科學研究 激發(fā) 鍛煉 | ||
本發(fā)明涉及一種電吸附法水處理物理實驗裝置，其包括電極對、電導率測定儀、電源、蠕動泵，所述電極對包括兩個電極，所述電極對與電源電連接，所述電導率測定儀與待測水樣連接以測定待測水樣的電導率，待測水樣、蠕動泵、電極對依次通過管路首尾相連；所述電極為負載有活性炭和石墨烯的泡沫銅。本發(fā)明的技術(shù)方案簡便實用、結(jié)構(gòu)簡單，能深化學生對物理專業(yè)知識的透徹理解、鍛煉學生的實踐動手能力以及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；在實際教學過程中，該實驗有效地激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生獨立進行科學研究的素質(zhì)和能力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及物理實驗裝置領(lǐng)域，具體涉及一種電吸附法水處理物理實驗裝置。
背景技術(shù)
大學物理實驗教學是高校實踐教學的重要組成部分，是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，有助于學生深刻理解和掌握理論知識。為了激發(fā)學生的學習興趣和促進所學專業(yè)的實際應(yīng)用，同時也讓學生盡早接觸到本學科前沿性的科學研究問題，需要在本科物理實驗教學中引入一定的創(chuàng)新性實驗。通過合理設(shè)計實驗方案和實驗內(nèi)容，將理論和專業(yè)知識融合到實驗教學中，能夠培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力以及創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質(zhì)。
電吸附法脫鹽，是一種基于靜電吸附原理的水質(zhì)淡化和凈化技術(shù)。其基本原理是：在由吸附材料制備而成的兩電極上施加低電壓后，溶液中的陰、陽離子或帶電粒子在電場力和濃度梯度的作用下分別向兩極遷移，吸附于溶液和電極表面形成雙電層電容，從而實現(xiàn)溶液中的離子與水分離，達到脫鹽的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于靜電吸附原理的電吸附法水處理物理實驗裝置，具有簡便實用、誤差小、吸附容量高、能激發(fā)學生學習興趣的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案：
一種電吸附法水處理物理實驗裝置，其包括電極對、電導率測定儀、電源、蠕動泵，所述電極對包括兩個電極，所述電極對與電源電連接，所述電導率測定儀與待測水樣連接以測定待測水樣的電導率，待測水樣、蠕動泵、電極對依次通過管路首尾相連；
所述電極為負載有活性炭和石墨烯的泡沫銅；
進一步地，所述電極的制備方法如下：將活性炭粉末、石墨烯、導電炭黑、粘合劑按質(zhì)量比7:1:1:2混合后加入溶劑，攪拌均勻后得到導電劑，將泡沫銅片浸入導電劑中6-20h后取出烘干；
進一步地，所述導電劑中還包括硫酸鋅和亞硝酸鈉；
進一步地，硫酸鋅的用量為石墨烯重量的0.05-0.3倍；
進一步地，亞硝酸鈉的用量為石墨烯重量的0.05-0.3倍；
進一步地，所述泡沫銅孔隙率為60-90％，平均孔徑為0.1-5mm；
進一步地，所述粘合劑為酚醛樹脂；
進一步地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；
進一步地，N-甲基吡咯烷酮的用量為活性炭粉末的10-20倍。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
1)加入的石墨烯由于其特殊的雜化軌道形式使得其可以形成“隧道效應(yīng)”供導電粒子通過，因此可大幅度改善電極的導電性能同時可降低導電炭黑和活性炭的用量，極大地提高了電極對的單位吸附量；
2)引入硫酸鋅、亞硝酸鈉幫助提高了電極對的單位吸附量，同時使制得的電極對負載物不易脫落、且腐蝕較輕，從而使得價廉易得、導電性佳的泡沫銅可以作為電極材料；
本發(fā)明的技術(shù)方案簡便實用、結(jié)構(gòu)簡單，通過改進了電極材質(zhì)及電極制備方法有效降低了實驗誤差，提高了學生獨立進行科學研究的素質(zhì)和能力；能深化學生對物理專業(yè)知識的透徹理解、鍛煉學生的實踐動手能力以及培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；在實際教學過程中，該實驗有效地激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生獨立進行科學研究的素質(zhì)和能力。
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