Емкостная деионизация — это способ деионизации воды путем приложения разности электрических потенциалов к двум электродам, которые часто сделаны из пористого углерода. Другими словами, емкостная деионизация — это электросорбционный метод, использующий комбинацию сорбционной среды и электрического поля для разделения ионов и заряженных частиц. Анионы, ионы с отрицательным зарядом, удаляются из воды и сохраняются в положительно поляризованном электроде. Точно так же катионы (ионы с положительным зарядом) накапливаются на катоде, который является отрицательно поляризованным электродом.
Конфигурируемая установка емкостной деионизации предназначена для удаления заряженных ионных частиц из водных растворов (например, опреснение/деминерализация) посредством электростатических (т.е. нефарадеевских) или электрохимических (окислительно-восстановительных) взаимодействий.
Ячейка подходит для:
- больших пористых электродов: в ячейку помещается два пористых электрода, изготовленных, например, на основе сетчатого стеклоуглерода или металлической пены;
- массивов наноканалов (например, нанопористых мембран): в ячейку помещается одна или две наноканальные мембраны из модифицированного анодного оксида алюминия (AAO).
Элементы ячейки изготовлены из инертного к электролиту полиэфирэфиркетона (PEEK). Этот материал обладает высокой устойчивостью в водных электролитах (уплотнительные кольца из FKM (фторкаучук)) / EPDM (этиленпропиленовый каучук) и прокладки из силиконовой резины). Конструкция ячейки является газонепроницаемой и может использоваться, когда требуется удаление и исключение загрязняющих веществ путем барботирования инертного газа через электролит.
Поток жидкости осуществляется с помощью трубок с внешним диаметром 1/16 дюйма и внутренним диаметром 0.040 дюйма (внешним диаметром 1.6 мм и внутренним диаметром 1.0 мм).
Возможны следующие варианты конфигурирования установки для емкостной деионизации:
1.Проточная установка для емкостной деионизации, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла, покрытых емкостным (например, нефарадеевским) материалом;
- проточного канала для перемещения воды между электродами;
- двух резервуаров для подачи воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
2. Мембранная установка для емкостной деионизации, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла, покрытых емкостным (например, нефарадеевским) материалом;
- двух ионообменных мембран (катионообменная и анионообменная мембраны), отделяющих электроды от проточной камеры;
- проточного канала для перемещеня воды между электродами;
- двух резервуаров для подачи воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
3. Проточная установка для емкостной деионизации с объемными пористыми токосъемниками, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла, покрытых емкостным (например, нефарадеевским) материалом;
- проточного канала, позволяющего перемещать воду прямо через электроды и параллельно направлению приложенного электрического поля
- двух резервуаров для перемещения воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
4. Проточная установка для емкостной деионизации с массивом(ами) наноканалов, состоящая из:
- одной или двух нанопористых мембран, обычно сделанных из анодного оксида алюминия с покрытием (виртуальным емкостным (например, нефарадеевским) ионным фильтром);
- проточного канала, позволяющего перемещать воду прямо через электроды и параллельно направлению приложенного электрического поля;
- двух резервуаров для перемещения воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного или двух электродов сравнения.
5. Инвертированная установка для емкостной деионизации, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла, покрытых емкостным (например, нефарадеевским) материалом, где анод обрабатывают для чистого отрицательного поверхностного заряда, а катод обрабатывают для чистого положительного поверхностного заряда;
- проточного канала, позволяющего перемещать воду прямо через электроды ;
- двух резервуаров для перемещения воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
6. Установка для емкостной деионизации с проточным электродом, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла с подвижными электродами, сделанными из емкостной (например, нефарадеевской) углеродной суспензии;
- двух ионообменных мембран (катионообменная и анионообменная мембраны), отделяющих электроды от проточной камеры;
- проточного канала, позволяющего перемещать воду прямо через электроды ;
- двух резервуаров для перемещения воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
7. Гибридная установка для емкостной деионизации, состоящая из:
- фарадеевского электрода для адсорбции/десорбции катионов;
- емкостного (т.е. нефарадеевского) электрода для адсорбции / десорбции анионов;
- анионообменной мембраны, расположенной рядом с ёмкостным электродом;
- проточного канала, позволяющего перемещать воду прямо через электроды ;
- двух резервуаров для перемещения воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
8. Установка для обессоливания с интеркаляцией катионов, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла, покрытых материалами для интеркаляции катионов;
- анионообменной мембраны, расположенной рядом с ёмкостным электродом;
- проточного канала, позволяющего перемещать воду прямо через электроды ;
- двух резервуаров для подачи воды;
- одного резервуара для деионизированной воды;
- одного резервуара для концентрата;
- одного электрода сравнения.
9. Установка для опреснения, состоящая из:
- двух пористых токосъемников на основе углерода или металла, покрытых окислительно-восстановительным (например, фарадеевским) материалом (один для адсорбции / десорбции катионов, а другой для адсорбции / десорбции анионов);
- проточного канала для перемещения воды между электродами;
- двух резервуаров для подачи воды и деионизированной воды (или рассола на стадии десорбции/разряда);
- одного электрода сравнения.
Число электродных камер
2
Объем электродной камеры
10 мл (каждая)
Объем деионизационной камеры
1.2 мл
Максимальный размер электрода
диаметр 21 мм, высота 28 мм
Максимальный диаметр ионообменной мембраны
20 мм
Минимальный диаметр массива наноканалов
25 мм
Диаметр отверстия под электрод
6 мм
крышка электродной камеры
2 шт.
деионизационная камера
1 шт.
регулируемые защелки
1 комп.
прокладки из силиконовой резины
1 комп.
контакт металл/силикон для наноканальной мембраны
2 шт.
контакт металл/силикон для наноканальной мембраны
2 шт.