电容电解是什么意思 “电容电解的定义及原理”

1、电容电解的基本概念

电容电解（Capacitive Deionization，CDI）是一种通过过去相互作用来去除溶解在水中的离子的技术。该技术利用电荷的作用，利用由电场和溶液中离子自身带有的电荷所形成的双层电容效应，对水中溶解的离子进行去除。

电容电解器是一种离子吸附材料，用于从水处理过程中去除离子污染物。这种技术的原理可以理解成在两极之间有一个电场，当水中的离子通过电子流和吸附表面间的交互作用而被迅速吸附掉时，电容电解系统可以将水中的离子去除，从而减少水中的导电性。

2、电容电解的工作原理

CDI的工作原理基于电动力学、化学和质量平衡，包括以下三个基本阶段：

2.1 离子吸附

首先，在电容电解器的两极之间建立一个电场，水中的离子与吸附材料的表面相互作用，吸附在表面上。

当电容电解器两极之间的电压低于约1.23 V时，吸附材料表面的阳离子会以带正电荷的水分子形式存在，而表面的阴离子则会以带负电荷的氢氧化物形式存在。

2.2 吸附材料的充电

接下来，在吸附阶段后，电容电解器的两极改变为一个瞬时短路，使吸附材料充电，以带来到持续的离子吸附周期的恢复。

2.3 离子解吸

最后，当吸附材料充电后，电容电解器的两极再次改变为一个瞬时短路，使吸附材料释放出吸附的离子。

在这个过程中，电容电解器的吸附和释放产生了交替的效果，从而去除了水中的离子。

3、电容电解的优点和应用

与传统的膜分离技术相比，电容电解具有以下优点：

3.1 能耗低

电容电解需要相对较低的电压和功率，因此其能耗远低于传统膜分离技术。

3.2 操作简便

相比膜分离技术，电容电解操作简单，不需要定期更换膜等消耗品，且维护成本较低。

3.3 高效率

电容电解对水的去除率高，能够去除水中大量的离子，从而提高了水的纯度。

电容电解技术已广泛应用于咸水淡化、废水处理、饮用水制备等领域，是一种非常有前景的水处理技术。