CDI[電容去離子技術]

電容去離子（ Capacitive Deionization, CDI)，是一種基於雙電層電容理論的水質淡化淨化技術。 其基本原理是在電極上施加低電壓後，溶液中陽離子、陰離子或帶電粒子在電場力和濃度梯度作用下分別向兩極遷移，吸附於電極表面形成雙電層，從而達到脫鹽或淨化的目的。該技術也可稱作電吸附（ Electrosorption Technique，EST）。

電容去離子發展概述

電容去離子技術於 20 世紀 60 年代提出後，並未引起太多關注。於20世紀90年代後，碳氣凝膠材料套用為電極，使得脫鹽量有顯著提升。之後興起的納米概念和相關材料，推動CDI技術質的飛躍。因為納米尺度大大提升了電極的比表面積，從而使得該技術的套用成為較現實的話題，且該技術存在先天的低能耗優勢，等。 這些引起國內外研究人員的大量關注和研究。CDI在改進技術(如MCDI,FCDI),電極材料套用和能量循環利用等方面，均取得了重要進展。

基本原理

電容去離子通過施加靜電場強制離子向帶有相反電荷的電極處移動。由於碳材料, 如活性炭和碳氣凝膠等製成的電極, 不僅導電性能良好, 而且具有很大的比表面積, 置於靜電場中時會在其與電解質溶液界面處產生很強的雙電層。 雙電層的厚度只有 1～10nm , 卻能吸引大量的電解質離子, 並儲存一定的能量。 一旦除去電場, 吸引的離子被釋放到本體溶液中, 溶液中的濃度升高。 這樣，完成吸附與解吸附的過程。FCDI脫鹽吸附的基本原理，除了上述的雙電層電容機理外，還包括贗電容機理，電滲析機理。

脫鹽技術對比優勢

和傳統的水溶液去離子方法相比, 電容去離子具有幾方面重要的優勢。例如, 離子交換是工業上從水溶液中去除陰陽離子, 包括重金屬和放射性同位素的主要手段, 但這一過程產生大量的腐蝕性二次廢水, 必須經過再生裝置處理。而電容去離子與離子交換不同, 系統的再生不需要使用任何酸、鹼和鹽溶液, 只是通過電極的放電完成, 因此不會有額外的廢物產生, 也就沒有污染; 同蒸發這種熱過程相比, 電容去離子具有很高的能量利用率; 和電滲析和反滲透相比, 該方法還具有操作簡便的優勢，不需要提供高電勢和額外壓力驅動。

發展前景

因為具有能耗低, 污染小, 易操作等優點, 電容去離子在很多方面都有著很大套用潛力, 包括廢水中微量重金屬達標處理、家庭和工業用水深度軟化、苦鹹水處理、電廠循環水淡化處理化、海水脫鹽、水溶性的放射性廢物處理、核能電廠廢水處理、半導體加工中高純水的製備和農業灌溉用水的除鹽等。