袁權(quán)，李海紅，劉浩杰

（1 西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710048；2 中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100024）

近年來，高鹽廢水產(chǎn)生途徑廣泛，水量也逐年增加，對(duì)廢水中的鹽分去除，成為水處理技術(shù)不可忽視的重點(diǎn)問題。電吸附去離子技術(shù)（CDI）是一種高效低耗、環(huán)境友好的新興脫鹽技術(shù)。該技術(shù)基于雙電層原理，在電極上施加電壓從而在極板間產(chǎn)生靜電場，溶液中的正負(fù)離子在靜電場力的作用下，分別向兩個(gè)電極板遷移并儲(chǔ)存在多孔材料與液相形成的雙電層里，從而達(dá)到除鹽的目的。

電極是電吸附裝置的核心原件，活性炭因其具有比表面積大、多孔結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定及價(jià)格低廉等優(yōu)勢，常被用作電極材料。人們常通過對(duì)活性炭進(jìn)行改性來提高其電吸附性能，如Alencherry等將活性炭銀浸漬改性并摻入碳納米管制備電極，發(fā)現(xiàn)對(duì)鹽離子的去除率從42%提高到67%，電極的電吸附容量由2mg/g提高到5.3mg/g，這是因?yàn)橥ㄟ^改性增強(qiáng)了電極的導(dǎo)電性能和親水性，從而提升了電極對(duì)鹽離子的吸附能力。對(duì)活性炭電極在離子吸附過程中的影響因素以及滿足的動(dòng)力學(xué)方程也均有報(bào)道，如Chen等研究了在不同電位和濃度的鹽溶液中活性炭電極的電吸附性能，發(fā)現(xiàn)隨著偏壓電位和電解質(zhì)濃度的增加，電吸附容量增大且吸附速率增快，對(duì)NaCl 的電吸附過程遵循Langmuir吸附等溫線和準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程，吸附速率的增快主要是由于靜電力的增加和離子吸附阻力的減小。駱青虎等使用堿改性活性炭纖維（ACF）電極進(jìn)行除鹽實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其吸附過程符合Elovich 動(dòng)力學(xué)方程，而且是以物理吸附和化學(xué)吸附共存的多相吸附過程，同時(shí)也存在離子交換作用。

目前活性炭電極對(duì)不同種鹽離子電吸附特性的報(bào)道較少。本研究利用HNO對(duì)自制的生物質(zhì)活性炭進(jìn)行氧化改性，以泡沫鎳為集流體，制備電極。并對(duì)不同種類金屬鹽離子、不同濃度的鹽溶液，進(jìn)行電吸附除鹽實(shí)驗(yàn)，從吸附動(dòng)力學(xué)的角度探究其電吸附特性，對(duì)電吸附技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和試劑

實(shí)驗(yàn)所使用活性炭（AC）為實(shí)驗(yàn)室自制的生物質(zhì)活性炭（以棉花秸稈為原料，活化劑為ZnCl/AlCl，浸漬比為9∶1，活化溫度為640℃）

化學(xué)試劑：濃硝酸、超導(dǎo)電炭黑、,-二甲基乙酰胺、聚偏二氟乙烯（PVDF）、氯化鈉、氯化鉀、氯化錳、氯化鈣、氯化鎂、氯化鋅、氯化鐵、氯化鋁，均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）改性活性炭材料（HNO-AC）的制備 將2g活性炭浸漬于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%的HNO中4h，再使用去離子水將其清洗至電導(dǎo)率小于10μS/cm，將其烘干、研磨后得到改性活性炭。

（2）改性活性炭電極（HNO-AC/Ni 電極）的制備 將0.15g PVDF溶解于10mL,-二甲基乙酰胺中，在超聲的條件下至PVDF 完全溶解，再加入0.9g HNO-AC 和0.11g超導(dǎo)電炭黑，在磁力攪拌器上攪拌均勻得到混合液。在80℃恒溫條件下，將混合液均勻涂覆在泡沫鎳集流體上，待漿料浸入泡沫鎳孔隙中稍微干燥時(shí)，再次涂覆，直至漿料涂覆完畢，成型后放入80℃真空干燥箱中干燥6h，即可獲得HNO-AC/Ni 電極，將其裁剪為3cm×1cm 大小的電極片，以備測試用。

（3）表征測試 采用掃描電鏡（日本日立公司，F(xiàn)lex SEM 1000型）觀察AC改性前后的表面形貌變化；采用全自動(dòng)比表面積及孔徑分析（美國Micromeritics公司，ASSAP 2020型）檢測改性前后AC 的比表面積和孔隙參數(shù)；通過拉曼分析儀（法國Horibajy公司，HR Evolution型）對(duì)AC改性前后的能帶結(jié)構(gòu)等物理信息進(jìn)行分析；采用傅里葉變換紅外光譜儀（美國Nicolet 公司，Nicolet 5700 型）觀察改性后AC 表面的含氧官能團(tuán)變化情況；采用X射線光電子能譜儀（美國Thermo 公司，K-Alpha型）對(duì)AC 改性前后表面元素的含量和官能團(tuán)變化情況進(jìn)行分析；采用接觸角測試儀（德國克呂士公司，JY-82B Kruss DSA 型）對(duì)AC 改性前后制備的電極進(jìn)行接觸角測試，分析親水性能；采用電化學(xué)工作站（上海華辰儀器有限公司，CHI760D型）測試AC改性前后制備出電極的循環(huán)伏安（CV）性能及交流阻抗（EIS）。

（4） 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別以KCl、NaCl、CaCl、ZnCl、MgCl、MnCl、AlCl、FeCl為溶質(zhì)，配制不同濃度（20mmol/L、40mmol/L、60mmol/L、80mmol/L、100mmol/L）的鹽溶液。用電導(dǎo)率儀測定不同離子和濃度鹽溶液的電導(dǎo)率，繪制各離子的電導(dǎo)率（）-濃度（）標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（5）電吸附實(shí)驗(yàn) 將兩塊電極串聯(lián)在直流穩(wěn)壓電源上，設(shè)置工作電壓為1.5V，極板間距0.5cm，溶液初始濃度為100mmol/L，電吸附過程持續(xù)120min，每隔10min測定記錄1次溶液的電導(dǎo)率。

根據(jù)相應(yīng)離子的-關(guān)系方程，可以獲得某時(shí)刻溶液中的離子濃度，那么該時(shí)刻的離子吸附量可以用式(1)和式(2)求出。

式中，為被吸附離子物質(zhì)的量，mmol；為溶液初始離子濃度，mmol/L；c為時(shí)刻該溶液離子濃度，mmol/L，可由-關(guān)系方程求出；為溶液體積，L。

式中，為被吸附離子質(zhì)量，mg；為摩爾質(zhì)量，g/mol。

離子去除率可由式(3)求出。

1.3 吸附動(dòng)力學(xué)模型分析

（1）準(zhǔn)一級(jí)吸附反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 在理論上假設(shè)了吸附過程由物理吸附為主，由單一擴(kuò)散因素決定了吸附速率的快慢，其基本速率方程為式(4)。

式中，為平衡時(shí)飽和吸附量，mg/g；q為時(shí)刻的吸附量，mg/g；為該吸附過程中準(zhǔn)一級(jí)吸附的速率常數(shù)，min。

（2）準(zhǔn)二級(jí)吸附反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 在理論上假設(shè)吸附過程主要以化學(xué)吸附為主，可能存在吸附劑與溶質(zhì)的相互作用，有多種因素影響了吸附速率，其基本速率方程為式(5)。

式中，k為該吸附過程中準(zhǔn)二級(jí)吸附的速率常數(shù)，min。

（3）顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型 顆粒內(nèi)擴(kuò)散常用來反映粒子在顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散過程，與顆粒表面和液膜內(nèi)的擴(kuò)散過程不同，其基本速率方程為式(6)。

式中，為該吸附過程中顆粒內(nèi)擴(kuò)散的速率常數(shù)，min。

2 結(jié)果與討論

2.1 掃描電鏡圖分析

圖1 是在掃描電鏡下觀察AC 原樣和改性后的HNO-AC的表面形貌。從圖1(a)可以看到未改性的AC孔隙結(jié)構(gòu)并不發(fā)達(dá)，有少量的孔結(jié)構(gòu)；經(jīng)HNO改性后的AC 孔結(jié)構(gòu)非常豐富，經(jīng)過氧化擴(kuò)孔，具有了更多的孔道。這有利于在電吸附過程中，離子的轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散以及活性炭與液面接觸形成雙電層。

圖1 SEM圖

圖2 是泡沫鎳原樣和HNO-AC/Ni 電極的表面形貌。從圖2(a)可以看出泡沫鎳的三維骨架結(jié)構(gòu)非常發(fā)達(dá)。在圖2(b)中HNO-AC 材料均勻地包覆在Ni 骨架上，保持了完整的三維骨架結(jié)構(gòu)，泡沫鎳集流體起到支撐和電流傳輸?shù)淖饔?，使活性材料與溶液的接觸面積更大，提高其雙電層容量。同時(shí)這樣的三維結(jié)構(gòu)使得溶液中離子遷移更加通暢，有利于骨架上的HNO-AC材料吸附溶液中的離子。

圖2 SEM圖

2.2 比表面積及孔徑測試分析

圖3 是通過氮?dú)馕摳綔y試，計(jì)算AC 改性前后的比表面積、孔徑和孔容繪制的吸脫附等溫曲線?？梢钥吹紿NO-AC的吸附量遠(yuǎn)大于AC，而且兩種材料的吸脫附等溫線均屬于Ⅳ類吸脫附等溫線。相對(duì)壓力較低時(shí)，兩種材料的吸附等溫線增勢緩慢，表明其沒有微孔填充現(xiàn)象，材料的微孔非常少；隨著相對(duì)壓力逐漸升高吸附量逐漸增大，在相對(duì)壓力0.5～1.0 時(shí)，材料的吸附量增大趨勢明顯加快，且最終吸附量大大提高，同時(shí)脫附支的吸附量總大于吸附支，出現(xiàn)了H4 型回滯環(huán)，這是由于發(fā)生了中孔毛細(xì)凝聚現(xiàn)象，此現(xiàn)象在活性炭材料中常見，說明此時(shí)發(fā)揮吸附作用的主要是中孔。

圖3 氮?dú)馕摳降葴鼐€

為進(jìn)一步分析改性前后AC的孔結(jié)構(gòu)變化，對(duì)比兩種樣品的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)及孔徑分布，如表1和圖4。經(jīng)過HNO改性后，比表面積、總孔容和平均孔徑分 別 由 148.17m/g、 0.16cm/g、 4.3nm 增 至341.38m/g、0.42cm/g、4.9nm，這是因?yàn)镠NO的氧化有產(chǎn)生孔結(jié)構(gòu)和將微孔擴(kuò)大為中孔或大孔的作用，這有利于活性炭吸附量增大，同時(shí)比表面積增大有利于電吸附過程中雙電層電容的提高；從圖4也可以看出，兩種材料對(duì)孔體積的貢獻(xiàn)主要為中孔，這與上述的分析一致。

表1 改性前后AC的比表面積及孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖4 孔徑分布

2.3 Raman圖譜分析

圖5是AC 原樣和HNO-AC 的Raman 圖譜?？梢钥吹絻煞N材料有兩個(gè)特征峰，分別是在1347cm處能代表材料缺陷程度的D帶峰，以及在1594cm代表材料石墨化程度的G帶峰。對(duì)譜圖擬合后得到AC 的/值 為0.965，而HNO-AC 的/值 為1.03，這證明AC 改性后無序度增大。這可能是因?yàn)榻?jīng)過HNO的氧化腐蝕，AC表面變得粗糙，增加了其缺陷程度，而缺陷位點(diǎn)增多，有利于減小材料電阻，使離子的轉(zhuǎn)移更加順暢，從而提升了其電吸附性能。

圖5 改性前后AC的Raman圖

2.4 紅外光譜圖分析

圖6 是AC 原樣和HNO-AC 的FTIR 圖 譜。AC主要有兩個(gè)特征峰，分別對(duì)應(yīng)1640cm處的C==C鍵伸縮振動(dòng)峰，以及3448cm處的==C—H 鍵伸縮振動(dòng)峰。HNO-AC 主要有位于1041cm處的C—H伸縮振動(dòng)，1629cm處C==O 伸縮振動(dòng)以及3413cm處的O—H伸縮振動(dòng)，經(jīng)過HNO的氧化作用，增加了C==O 和—O—H 含氧官能團(tuán)。含氧官能團(tuán)有利于增強(qiáng)電極的親水性，使活性材料表面與溶液更容易接觸，更有利于電吸附過程中離子的遷移，從而改善碳材料的電化學(xué)性能。

圖6 改性前后AC的紅外光譜

2.5 表面元素XPS分析

表2 和圖7 是利用XPS 對(duì)HNO改性前后AC 的表面化學(xué)組成分析結(jié)果。由表2 可知，AC 經(jīng)過HNO改性后表面的O、N元素含量都有所增加。通過圖7(a)可以看出AC 主要有C 1s 和O 1s 兩種較強(qiáng)的吸收峰，說明AC 表面還含有一定的氧原子。為進(jìn)一步分析經(jīng)過HNO改性后AC 表面碳元素存在狀態(tài)，對(duì)HNO-AC 的C 1s 進(jìn)行了高分辨解析。由圖7(b)可知，結(jié)合能在283.6eV、285.2eV、287.8eV的譜峰分別對(duì)應(yīng)于C==C、C—C、C==O，出現(xiàn)了新的含氧官能團(tuán)，這與紅外光譜圖的分析一致。這可能是因?yàn)镠NO的強(qiáng)氧化性以及本身具有的含氧基團(tuán)與C原子發(fā)生了反應(yīng)。含氧基團(tuán)的存在有利于增強(qiáng)活性炭的潤濕性，提升活性炭電極的電吸附性能。

表2 改性前后AC表面化學(xué)成分 單位：%

圖7 XPS全掃譜圖和HNO3-AC的C 1s譜圖

2.6 親水性分析——接觸角測試

圖8 是分別對(duì)改性前的AC 電極和改性后的HNO-AC/Ni 電極進(jìn)行接觸角測試，探究電極親水性能。改性前的AC電極，接觸角為88.3°接近90°，近似為疏水性；經(jīng)HNO改性后的HNO-AC/Ni 電極接觸角為57.2°，表現(xiàn)為親水性，這是由于改性后新引入的含氧基團(tuán)（—C==O、—O—H），增強(qiáng)了電極的親水性，這說明電極更容易被溶液浸潤，增強(qiáng)電極與液相界面形成的雙電層厚度，也有利于溶液中離子到電極材料表面的擴(kuò)散過程。

圖8 電極的接觸角

2.7 電化學(xué)性能分析

將制備出的HNO-AC/Ni 電極和AC 電極分別進(jìn)行循環(huán)伏安測試（掃描速率0.05V/s、電解液為1mol/L 的NaCl 溶液）和交流阻抗測試（頻率10～10Hz），其結(jié)果如圖9所示。

圖9 循環(huán)伏安曲線圖和交流阻抗曲線圖

由圖9(a)可以看出，兩種電極的循環(huán)伏安曲線平滑有對(duì)稱性，電極對(duì)掃描電壓大小和方向變化后的響應(yīng)較為靈敏，并且沒有出現(xiàn)明顯的氧化還原峰，說明該測試過程為非法拉第過程，其比電容量主要由雙電層電容提供。循環(huán)伏安曲線最接近矩形的是HNO-AC/Ni 電極，說明在此測試體系中，電極自身內(nèi)阻、溶液內(nèi)阻對(duì)AC電極影響較大，對(duì)HNO-AC/Ni電極影響較小。這是因?yàn)镠NO改性后的AC 孔結(jié)構(gòu)較為發(fā)達(dá)，且新增的含氧官能團(tuán)增強(qiáng)了其親水性，與電解質(zhì)溶液液相界面接觸更大且充分，離子在溶液中的傳質(zhì)過程阻力較小，更容易被吸附到活性炭電極上，除鹽性能得到了提升。

對(duì)于固體電極，交流阻抗曲線由一段高頻區(qū)近似半圓的弧和一條中低頻區(qū)斜線組成，兩個(gè)部分分別代表著電極體系的電荷轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散過程，高頻區(qū)圓弧的投影寬度值可以間接反映出整個(gè)電極的阻抗大小。如圖9(b)所示，改性前后的電極高頻區(qū)圓弧的投影寬度值分別為0.161Ω、0.079Ω，改性后的HNO-AC/Ni 電極的阻抗要遠(yuǎn)小于AC 電極，說明經(jīng)過改性后，離子在電極內(nèi)部的擴(kuò)散阻力較小，有利于離子吸附過程的進(jìn)行，也減少了電能損耗。

2.8 HNO3-AC/Ni電極對(duì)不同鹽離子的吸附特性

2.8.1 各離子的電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系

各離子的電導(dǎo)率（）-濃度（）標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖10 所示，不同離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系方程及相關(guān)系數(shù)見表3。

圖10 不同離子的σ-c標(biāo)準(zhǔn)曲線

表3 不同離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線關(guān)系方程

2.8.2 對(duì)不同價(jià)態(tài)、不同半徑鹽離子的吸附效果

對(duì)一價(jià)鹽（K、Na）、二價(jià)鹽（Ca、Mg、Zn、Mn）、三價(jià)鹽（Al、Fe）溶液，分別采用HNO-AC/Ni 電極進(jìn)行電吸附除鹽實(shí)驗(yàn)，探究電極對(duì)不同鹽離子的電吸附規(guī)律，其吸附效果如圖11所示，各離子的水合離子半徑、電吸附平衡時(shí)間和去除率見表4。

從圖11(a)為電吸附過程中，不同價(jià)態(tài)鹽溶液（以Na、Mg、Fe為代表）的電導(dǎo)率變化情況?？梢钥闯鲭x子價(jià)態(tài)越高，電導(dǎo)率曲線斜率越大，即吸附速率越快，先達(dá)到吸附平衡。但是從達(dá)到平衡后的離子去除率來看，離子價(jià)態(tài)越高離子去除率越低。

結(jié)合圖11(b)、(c)和表4可知，電極對(duì)于同價(jià)態(tài)離子的吸附規(guī)律為離子的半徑越小，其達(dá)到吸附平衡所需時(shí)間越短，即吸附速率越快，并且離子去除率也越高，即吸附量越大。這是因?yàn)樗想x子半徑較小的離子在溶液中遷移受到的阻力小，在同樣電場力作用下，電吸附過程完成較快，且越容易在電極和活性材料孔隙中轉(zhuǎn)移。水合離子半徑較小的離子，其吸附儲(chǔ)存在雙電層里的離子量也越多。

表4 各離子的去除率、吸附平衡時(shí)間及水合離子半徑

圖11 不同離子的電吸附效果

通過上述分析可以暫時(shí)確定，在該實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)于不同價(jià)態(tài)、不同水合離子半徑的離子，其電吸附平衡時(shí)離子去除率符合：K＞Na＞Ca＞Mg＞Zn＞Mn＞Fe＞Al。

2.9 吸附動(dòng)力學(xué)分析

2.9.1 準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)分析

采用不同的吸附動(dòng)力學(xué)模型對(duì)各離子的吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。根據(jù)表3的關(guān)系方程、式(1)、式(2)和式(4)，計(jì)算其吸附量與吸附時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)行準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型擬合，可以獲得其一階反應(yīng)速率常數(shù)和平衡吸附量，其擬合效果如圖12 所示，擬合參數(shù)見表5。

圖12 不同離子的準(zhǔn)一級(jí)吸附模型擬合

從表5中值可以看出，其擬合度都在0.99以上，說明擬合度高，電吸附過程符合準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，此過程主要為物理吸附。從圖12 可以看出，在前20min 內(nèi)對(duì)各離子的吸附量增加很快，原因是吸附初期，從溶液到電極表面的外部擴(kuò)散過程進(jìn)行比較快，在20～40min 階段吸附量增速明顯減緩而后逐漸達(dá)到平衡。對(duì)比表5中的平衡吸附量和吸附速率常數(shù)可知，在電吸附過程中，價(jià)態(tài)越高的離子吸附量越小，同價(jià)態(tài)時(shí)水合離子半徑越小，吸附量越大；從各離子的吸附速率常數(shù)來看，同價(jià)態(tài)離子差別不大，但不同價(jià)的離子差別明顯，對(duì)價(jià)態(tài)越高的離子吸附速率越快，說明離子價(jià)態(tài)對(duì)吸附速率的影響較大，從圖12 的擬合曲線走勢也可以直觀看出這一現(xiàn)象，這與上述分析結(jié)果一致。

表5 不同離子的準(zhǔn)一級(jí)吸附模型擬合參數(shù)

2.9.2 準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)分析

根據(jù)表3的關(guān)系方程、式(1)、式(2)和式(5)，計(jì)算其吸附量與吸附時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)行準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型擬合，可以獲得其二階反應(yīng)速率常數(shù)和平衡吸附量，其擬合效果如圖13 所示，擬合參數(shù)見表6。

從圖13 和表6 的吸附模型擬合參數(shù)可以看出，相較于準(zhǔn)一級(jí)吸附模型，該電吸附過程的準(zhǔn)二級(jí)吸附擬合程度較低，但是對(duì)于三價(jià)離子Fe、Al的吸附擬合參數(shù)都在0.99 以上，且理論平衡吸附量有所增加，表明其更符合準(zhǔn)二級(jí)吸附模型，吸附過程中存在化學(xué)形式的吸附。這是因?yàn)楦男院蟮腍NO-AC 活性材料表面存在較多的含氧官能團(tuán)，其作為吸電子基團(tuán)為該吸附過程提供更多的吸附點(diǎn)位，與電荷量較高的三價(jià)離子可能發(fā)生了電子共用現(xiàn)象，這個(gè)過程往往吸附較慢。

表6 不同離子的準(zhǔn)二級(jí)吸附模型擬合參數(shù)

圖13 不同離子的準(zhǔn)二級(jí)吸附模型擬合

2.9.3 顆粒內(nèi)擴(kuò)散分析

根據(jù)表3的關(guān)系方程、式(1)、式(2)和式(6)，計(jì)算其吸附量與電吸附反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)行顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合，可以獲得其反應(yīng)速率常數(shù)，其擬合效果如圖14所示，擬合參數(shù)見表7。

由圖14和表7可以看出，對(duì)該電吸附過程的顆粒內(nèi)擴(kuò)散擬合度明顯極低，從參數(shù)也可看出其適用性很差，該過程不符合顆粒內(nèi)擴(kuò)散過程，不存在顆粒內(nèi)部微孔上的化學(xué)反應(yīng)。

圖14 不同離子的顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型

表7 不同離子的顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合參數(shù)

3 結(jié)論

（1）HNO-AC 材料的孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積和電化學(xué)性能都優(yōu)于改性前的AC 材料，改性后新增了C==O 和—O—H 含氧官能團(tuán)，提高了HNO-AC/Ni電極的親水性能。

（2）用HNO-AC/Ni 電極對(duì)8 種鹽離子進(jìn)行電吸附除鹽實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其吸附特性為：價(jià)態(tài)越高的離子吸附速率越快但平衡吸附量越小。同價(jià)態(tài)時(shí)，水合離子半徑越小吸附速率越快且平衡吸附量越大；對(duì)8種離子的吸附速率從大到小依次為：Fe＞Al＞Ca＞Mg＞Zn＞Mn＞K＞Na；平衡吸附量從大到小為：K＞Na＞Ca＞Mg＞Zn＞Mn＞Fe＞Al。

（3）對(duì)于一價(jià)、二價(jià)離子的電吸附過程更符合準(zhǔn)一級(jí)吸附模型，主要為物理吸附過程；三價(jià)離子更符合準(zhǔn)二級(jí)吸附模型，表明其從溶液中到電極表面再到活性材料孔道內(nèi)部的過程，不僅有物理吸附過程，也存在較慢的化學(xué)吸附過程。