1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Innovation Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

نقش نانومواد در شیرین‌سازی آب به روش یون‌زدایی خازنی

افراد مقاله : ‌ نویسنده اول - غزاله اصغری سرابی

موضوع : آموزش و ترویج کلمات کلیدی : آب - نانومواد کربنی معدنی - الکترود - نمک‌زدایی تاریخ مقاله : 1398/04/22 تعداد بازدید : 282

یکی از مسائل مهم جوامع بشری، افزایش روز افزون کمبود منابع آب شیرین است. طوریکه آب شیرین در اکثر کشورهای دنیا به سرعت درحال تبدیل شدن به یک منبع کمیاب است. تنها 5/0% کل آب زمین، آب شیرین است و 97% آن آب دریا است. به علاوه با توجه به نرخ افزایش جمعیت، نیاز به آب شیرین روز به روز در حال افزایش است. نیاز روزافزون جهان به اب شیرین از یک سو و کمبود منابع آب شیرین از سویی، موجب توسعۀ فناوری های متعددی برای شیرین سازی آب شده است. نمک زدایی یا شیرین کردن آب، اشاره به فرآیندی دارد که مقداری نمک و سایر مواد معدنی از آب شور جدا می‌شوند. فناوری یون زدایی خازنی (CDI) ، یکی از روش های مطرح در این حوزه است. دراین مقاله ضمن معرفی مزایای این روش، نتایج برخی از آخرین تحقیقات برای استفاده از نانومواد در الکترودهای مورد استفاده در تجهیزات یون زدایی خازنی معرفی می شوند. همچنین به چند مورد از کاربردهای فناوری CDI در صنعت اشاره می شود.

 

1.1  مقدمه
بحران آب در نقاط مختلف دنیا به چشم می‌خورد. در اغلب کشورها مصرف اصلی آب به تولید غذا و کشاورزی اختصاص دارد که نسبت به مصارف خانگی به صد برابر آب بیشتر نیاز است[1]. با پیش‌روی استفاده روزافزون از منابع آبی، پیش بینی شده که تا سال 2025، 8/1 بیلیون نفر در کشورهایی با بحران آب زندگی خواهند کرد[2]. شکل 1. مناطق مختلف جهان براساس کمبود آب را نشان می‌دهد. مناطق آبی کمرنگ، مناطق بدون کمبود آب و مناطق نارنجی دارای کمبود آب فیزیکی هستند که یعنی اصلاً آبی برای استفاده وجود ندارد. در مناطق بنفش تصفیه آب در این مناطق صرفه اقتصادی ندارد. مناطق گلبهی تقریباً دارای کمبود آب فیزیکی هستند. مناطق خاکستری نیز تخمین زده نشده‌اند. در ایران اثر بحران فیزیکی درحال نمایان شدن است لذا امروزه استفاده از فناوری و روش‌های نوین جهت تهیه آب شیرین، امری ضروری محسوب می‌شود[3-6].

نمک‌زدایی یا شیرین کردن آب، اشاره به فرآیندی دارد که مقداری نمک و سایر مواد معدنی را از آب شور جدا می‌کند[1]. آب شور جهت تولید آب شیرینی که برای مصرف انسان یا آبیاری مناسب است، نمک‌زدایی می‌شود. در کنار بازیافت آب از فاضلاب، این یکی از چندین منابع تأمین آب مستقل از بارش است[7, 8].

 

2         روش‌های مختلف شیرین‌سازی آب
خواص فیزیکی و شیمایی آب تهیه شده به محدوده جغرافیایی زمین، مدت زمان ذخیره‌سازی آب و عواملی از این دست بستگی دارد. روش‌های مختلف جداسازی نمک و ترکیبات غیرآلی شامل فرآیندهای استفاده از غشا مانند اسمز معکوس (RO) ، نانوفیلتراسیون، الکترودیالیز (ED) و تقطیر غشایی، یون زدایی خازنی (CDI) ، تقطیر حرارتی، نمک زدایی خورشیدی و... می‌شود[7, 9-11]. از میان فناوری‌های جدید که در فرآیند تصفیه آب جهت شیرین‌سازی آب دریا و آب شور استفاده می‌شوند، CDI یکی از بهترین و جدیدترین و مقرون به‌صرفه‌ترین آن‌ها به‌حساب می‌آید[7, 12]. مفهوم CDI بر پایه دو کلمه خازنی و یون زدایی است. یون‌های مثبت و منفی به‌وسیله‌ی نیروی الکترواستاتیک جذب الکترود می‌شوند[13-15]. CDI ازجمله روش‌های نوین و دوستدار محیط زیست برای دی‌یونیزه کردن آب با استفاده از الکترودهای متخلخل است[1, 8, 40]. در این سیستم که ازجمله روش‌های الکتروشیمیایی است، جریان آب شور از میان دو الکترود از جنس کربن که به آن ولتاژ الکتریکی اندکی اعمال می‌شود، عبور کرده و یون‌های آن جذب دو الکترود می‌شوند. سپس در مرحله احیا، با اعمال ولتاژ الکتریکی در جهت معکوس و یا قطع اختلاف پتانسیل اعمالی، یون‌ها از الکترودها جدا شده و به‌صورت پساب از سیستم خارج می‌شوند[7, 8]. عملیات CDI بر مبنای جذب و واجذب یون‌ها در فصل مشترک بین الکترود و الکترولیت است[26-25, 16]. این فرآیند در ولتاژ پایین (1-2 ولت) انجام می‌شود و به هیچ ماده شیمیایی اضافی دیگری نیاز ندارد[1, 8, 17]. باید اشاره کرد که سیستم CDI برای آب‌های شور با نمک محلول کمتر از 10 mg/l مناسب است. CDI نه تنها از نظر میزان شیرین‌سازی آب‌های شور بازده بسیار بالایی دارد، بلکه می‌تواند راه بسیار خوبی برای ذخیره انرژی نیز باشد[15, 17, 18]. الکترود دارای بار منفی، می‌تواند کاتیون‌هایی همچون کلسیم، منیزیوم و فلزات سنگینی مثل کروم، سرب و کادمیوم را جذب کند. الکترود دارای بار مثبت نیز می‌تواند آنیون‌هایی مثل نیترات، سولفات، کلر و آرسنات را جذب کند[18, 19]. لایه کربنی دارای میکروحفرات نقش اساسی در ظرفیت جذب نمک دارد[21-20]. شکل 2. شماتیک عملیات CDI را نشان می‌دهد [22].

1.2 مزایای سیستم یون زدایی خازنی
این روش ساده، دارای بازده بالا و قابلیت تولید در مقیاس بالا است و نسبت به سایر روش‌ها کم‌هزینه‌تر بوده و آلودگی این روش بسیار پایین‌تر و دوستدار محیط زیست است[1, 27]. ولگمود و شات[2] در سال 2005 یکی از بزرگترین و موثرترین مطالعات را با ظرفیت 3785 m3/day انجام دادند. امروزه از لحاظ صنعتی ظرفیت این روش نسبت به اسمز معکوس، 100000 m3/day بیشتر است[28]. مزایای CDI نسبت به سایر روش‌ها به طور کلی شامل استفاده از مقدار کم انرژی، رسوب نگرفتن به هنگام استفاده، کیفیت جریان ورودی و پساب تولیدی، بازده بالای حذف یون و هزینه پایین است. یکی از مهمترین مشکلات روش RO رسوب کردن مواد معدنی و میکروارگانیسم‌ها روی تجهیزات است. اما سیستم CDI به دلیل وجود جداکننده میان دو صفحه، رسوب کمتری می‌گیرد[29, 30]. بازده حذف یون برای RO برابر با 75 تا 80% است برای رسیدن به بازده حذف یون بالاتر باید انرژی بیشتری مصرف شود. این مقدار برای CDI روز به روز در حال افزایش است و حدود90-95% دیده شده است[31]. هزینه‌های سرمایه‌گذاری نیز برای RO و ED، به‌دلیل وجود تجهیزاتی مثل مبدل‌های فشار و پمپ‌ها، بسیار بالاست. اما در سیستم CDI بیشترین قیمت را الکترودها دارند که با طراحی مواد، قیمت الکترود را می‌توان بهینه کرد[32, 33].

2.2 پارامترهای موثر بر نمک زدایی
پارامترهای بسیاری از جمله مورفولوژی مواد فعال الکترود، طراحی سیستم و شرایط عملیات بر عملکرد سیستم CDI نقش دارند. در این بین، مهمترین پارامتر مورفولوژی مواد فعال الکترود است[23, 34- 35]. ویژگی‌های مواد فعال الکترود روی خواصی مثل سطح مخصوص، اندازه منافذ و توزیع منافذ موثر است. پتانسیل اعمالی روی الکترود و خواص الکترولیت یا آب شور ورودی مثل غلظت و نوع یون‌های محلول نیز ازجمله پارامترهای موثر هستند[16, 39-36].

 

3        مواد مورد استفاده در الکترودها
در حالت کلی، الکترودهای کربنی با تخلخل بالا برای این عملیات مناسب هستند که ظرفیت جذب نمک 15 mg/g را نتیجه می‌دهند[35, 43, 49]. اخیراً با مواد هیبریدی این عدد را به 30 رسانده‌اند[35]. در بین مواد مختلف، کربن فعال به دلیل در دسترس بودن و هزینه پایین همچنان مورد توجه محققان است. مزیت پارچه‌های تهیه شده از کربن فعال عدم نیاز به بایندر پلیمری است[20, 46,24]. محبوب‌ترین مواد برای تهیه الکترود، کربن فعال، نانوکامپوزیت آلومینا و سیلیکا، آیروژل کربن، کربن نانوتیوب و نانوالیاف کربن، گرافن و کربن مزومتخلخل هستند[47, 48, 58]. کربن فعال به دلیل سطح مخصوص بالا و توزیع تخلخل مناسب‌ترین ماده است[50,40]. علاوه‌بر مواد کربنی، از پوشش نانوذرات مختلف مثل آلومینا و سیلیکا بر الکترود[47] و همچنین از پلیمرهای رسانا و نانوذرات هم استفاده می‌شود[14, 51]. پارچه کربنی یکی از مواد مناسب و پرطرفدار برای تهیه الکترود است. این ساختار به دلیل ترکیب تخلخل بالا و توانایی کاربرد بدون نیاز به بایندر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. کیم[3] و همکاران به بررسی تأثیر حفرات پرداختند. بین الیاف تخلخل ماکرو برقرار بوده که موجب سادگی عبور آب می‌شود. ساختارهای پارچه‌ای کربن فعال، دارای میکرو تخلخل 7/0–3/1 نانومتر هستند و همچنین عملکرد الکتروشیمیایی در محیط آبی با ظرفیت ویژه 125 F/g هستند. در محلول 5 مولار NaCl الکترودها عملکرد 16 mg/g با بازده بار 80% در ولتاژ 2/1 ولت نشان دادند[15].

زورنیتا[4] و همکاران با استفاده از پلیمر رسانای پلی‌آنیلین (PANI) ، کربن فعال جدید که حاوی مقدار زیادی نیتروژن بود، تهیه کردند. پیش‌ماده‌ها با آنیون‌های مختلف دپ شدند. تأثیر یون‌های کلر Cl-، پلی‌تلوئن‌سولفونات PTS-، دودسیل بنزن سولفونات DBS- و پلی‌استایرن‌سولفونات PSS- به عنوان آلاینده PANI بررسی شدند. عملکرد کربن فعال پلی‌آنیلین PAC به‌عنوان ماده فعال الکترود به‌منظور یون‌زدایی بررسی شد. میکروتخلخل PAC با استفاده از دپینگ آنیون‌های مختلف تنظیم شد و یک نسبت مناسب از نسبت میکروتخلخل به مزوتخلخل به دست آمد. مشاهده شد که هرچه مقدار اکسیژن بیشتر باشد، الکترود به دلیل وجود گروه‌های قطبی روی سطح مثل گروه‌های فنولیک و کربوکسیلیک، آبدوست‌تر خواهد بود و قابلیت ترشوندگی ساختار بالا می‌رود. شکل 3. نشان می‌دهد که مورفولوژی PAC به پیش‌ماده بستگی دارد. PAC/Cl دارای ذرات ریز است. PAC/DTS و PAC/DBS ذرات بزرگ با سطح صاف و پرحفره دارد. PAC/PSS دارای سطحی صاف و ذراتی درشت است. در بین مواد فعال مختلف، PANI دپ شده با PTS بهترین بازده را داشت و بهترین گزینه برای تولید در مقیاس بالا است[53].

یون[5] و همکاران الکترود کامپوزیتی کربن کوت شده با نقره تهیه کردند. در این پژوهش الکترود کامپوزیتی کربن لایه نشانی شده با مقدار کمی نقره، یک سیستم هیبریدی پدید آورده است. این الکترود تهیه شده ویژگی‌های یک باتری و خازن را دارد. ظرفیت یون زدایی 88% و بازده بار 92% دارد که نتایج شگفت‌انگیز آن به‌دلیل کوتینگ نقره است. این الکترود می‌تواند در ولتاژ 7/0 ولت هم کار کند برخلاف الکترودهای دیگر که در حدود ولتاژ 2/1 کار می‌کنند[54].

شی[6] و همکاران الکترود گرافن سه بعدی دارای نانوحفره تهیه کردند. در این پژوهش الکترود بر پایه صفحات سه‌بعدی گرافن با اتصال داخلی به یکدیگر تهیه کردند که دارای نانوحفرات در صفحه است (NP-3DG). در مقایسه با 3DG، NP-3DG دارای سطح بیشتر (445 m2.g-1) و درنتیجه دارای ظرفیت ویژه بیشتر است. ظرفیت جذب الکتریکی 1/17 NP-3DG mg.g-1 در پتانسیل سلول 6/1 ولت پیش‌بینی شده است که می‌تواند به ماکروحفره‌های دارای اتصال داخلی به هم مرتبط شود. برای ایجاد فاصله بین صفحات گرافن، می‌توان از اکسیدهای فلزی و پلیمرهای رسانا استفاده کرد[55].

ما[7] و همکاران کاربرد کامپوزیت کربن نانوتیوب چند‌دیواره (MWCNT) در یون‌زدایی آب را بررسی کردند. این کامپوزیت رفتار خازنی خوب، خاصیت ترشوندگی و دسترسی مناسب به حفره‌ها را نشان داد. پتانسیل الکتریکی 2/1 ولت اعمال و ظرفیت جذب 7/10 mg/g نتیجه شد. حضور مزوحفرات سبب بهبود عملکرد جذب یون‌ها گردیده است. CNT‌ها به شکل سیم در ماتریس کیتوسان (CS) دیسپرس شده‌اند. CNT‌ها با پلیمر CS پوشانده شدند و درحقیقت مقدار زیادی CS روی سطح CNT پیوند داده‌شد[56].

 

1.3 چشم‌انداز بهبود و توسعه سیستم‌های CDI

عملکرد CDI بر مبنای دو فاکتور اصلی ظرفیت جذب و میزان جذب توصیف می‌شود. ظرفیت جذب از این بابت اهمیت پیدا می‌کند که تنها تعداد محدودی یون می‌توانند روی صفحات جذب شوند و زمانی که الکترود به کل ظرفیت جذب خود رسید و اشباع شد می‌بایست با دشارژ کردن صفحات، یون‌ها را از روی آن‌ها تخلیه نمود. میزان جذب نیز از این بابت دارای اهمیت است که مبنایی برای سنجش عملکرد سیستم است و هرچه میزان جذب بالاتر باشد، سرعت حذف یون‌ها و درنتیجه سرعت سیستم بالاتر می‌رود. راندمان شارژ، نسبت یون‌های جذب شده به بار جذب شده بوده و با خروج یون‌های مخالف، محدود می‌شود[8, 27, 52].

2.3 سیستم CDI در صنعت
در حدود 14000 واحد شیرین‌سازی آب در جهان مستقر است که بیش از 20% آن از روش‌های گرمایی و 80% از روش‌های غشایی استفاده می‌کنند. از تعداد آب شیرین‌کن‌های غشایی، حدود 10% از روش الکترودیالیز و 90% از روش اسمز معکوس استفاده می‌کنند و بزرگترین آب شیرین‌کن‌ها با ظرفیت طراحی بالا از روش اسمز معکوس هستند[61]. علاوه‌بر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، تلاش‌هایی به‌منظور تجاری‌سازی این فناوری نیز صورت گرفته است. اولین تلاش‌های مبتنی بر تجاری‌سازی به‌وسیله‌ی LLNL آمریکا در سال 1990 شروع شد اما موفقیت آمیز نبود[43-41 , 62]. این فعالیت به‌دلیل ظرفیت جذب پایین آیروژل کربن در آن زمان به موفقیت چشم‌گیر نرسید. سال‌ها بعد با انتخاب مواد مناسب‌تر، طراحی سلول و فهم عمیق‌تر اصول این روش، بهبود فوق‌العاده‌ای در عملکرد و بازده انرژی این سیستم مشاهده شد[44,43]. کمپانی Voltea هلند، به توسعه سیستم‌های CDI برای کاربردهای تجاری و خانگی پرداخت. امروزه این شرکت یکی از موفق‌ترین‌ها در این حوزه است[45,43, 63]. سیستم CAPDI انواع و اقسام آب‌ها از جمله آب شیر و آب زیرزمینی را می‌تواند یون‌زدایی کند. این سیستم دوستدار محیط زیست بوده و از مقدار کم ماده شیمیایی در این روش استفاده می‌شود. این سیستم در محدوده دمایی 5-60 درجه سلسیوس می‌تواند کار کند و بازده آن 95% است. میزان مصرف انرژی این سیستم 1/0-2/0 kWh/m3 است. جدیدترین محصول شرکت Voltea به نام DiUse است که ورژن کوچک CAPDI برای خانه‌ها، هتل‌ها، رستوران‌ها و موارد مشابه صنعتی کاربرد دارد. از 40 تا 95% بازده دارد. این دو سیستم در شکل 4. نشان داده شده‌اند[63].

شرکت EST water & Technology در چین سیستم‌های مقیاس بالا تعبیه کرده است. کاربردهای آن شامل یون زدایی آب زیرزمینی، صنایع پتروشیمی، کارخانه‌های تولید زغال سنگ و کارخانه‌های تولید کاغذ است. تا الان بیش از 30 واحد صنعتی در چین از این سیستم استفاده می‌کنند. ظرفیت این سیستم 100 تا 2000 m3/h گزارش شده است. این سیستم به دلیل مصرف انرژی (حدود 1 KWh/m3) کمتر از سیستم‌های اسمز معکوس، بسیار مورد توجه قرار گرفته است[43].

 

4        بحث و نتیجه‌گیری
با افزایش رو افزون جمعیت و مصرف بی‌رویه آب، برداشت از ذخایر زیر زمینی و تخلیه پساب در دریاها و منابع آبی دیگر، بحران آب در دنیا فراگیر شده است و محققان به دنبال راهی برای غلبه بر این مشکل هستند. در بین روش‌های مختلف یون‌زدایی آب برای استفاده مجدد در کشاورزی و آشامیدن و... روش‌های مختلفی وجود دارد که به آن‌ها پرداخته شد. از بین روش‌های قدیمی، اسمز معکوس و الکترودیالیز صنعتی شده هستند اما روش یون زدایی ظرفیتی مزایای بسیاری نسبت به روش‌های قبلی دارد که در صنعت نیز پیشرفت شگرفی داشته است. ازجمله مزایای آن به هزینه پایین تجهیزات برای صنعتی شدن، دوستدار محیط زیست، راندمان حذف یون بالا، مصرف انرژی پایین و... اشاره کرد. بنابراین در دهه اخیر محققان، با به‌کار گرفتن مواد کربنی مختلف مثل کربن فعال، گرافن، کربن نانوتیوب و تولید کامپوزیت با نانوذرات و پلیمرهای رسانا به‌منظور افزایش بازده و کاهش هزینه‌ها پرداخته‌اند. بهترین نتایج با استفاده از طراحی‌های هیبریدی سلول CDI و تهیه الکترودهای کامپوزیتی میسر شده است. نتایج تحقییات تا به امروز، حذف حدود 20 mg/g یون‌ها را گزاش کرده‌اند. در صنعت نیز راهگشا بوده‌اند و بسیاری از کشورها درصدد گسترش این صنعت هستند.

 

5        مراجع


[1]          M. S. Gaikwad and C. Balomajumder, Analytical Letters, 49 (2016) 1641-1655.

[2]          I. Bremerea, M. Kennedy, A. Stikker, and J. Schippers, Desalination, 138 (2001) 7-15.

[3]          http://maps.grida.no/go/graphic/areas-of-physical-and-economic-water-scarcity (2008).

[4]          http://www.irna.ir/fa/News/82448375

[5]          https: //fa.wikipedia.org/wiki, /بحران_آب_در_ایران, 3

[6]          http://www.fao.org/nr/water/issues/scarcity.html

[7]          https: //www.netl.doe.gov/research/coal/crosscutting/pwmis/intro

[8]          W. Huang, Y. Zhang, S. Bao, and S. Song, Surface Review and Letters, 20 (2013) 1-10.

[9]          https: //en.wikipedia.org/wiki/Electrodialysis

[10]        https: //en.wikipedia.org/wiki/Membrane_distillation

[11]        https: //en.wikipedia.org/wiki/Reverse_osmosis

[12]        D.-H. Lee, T. Ryu, J. Shin, J. C. Ryu, K.-S. Chung, and Y. H. Kim, Hydrometallurgy, 173 (2017) 283-288.

[13]        Y. J. Kim and J. H. Chois, Water Research, vol. 44, pp. 990-996, 2010.

[14]        J. HunLee and J. HwanChoi, Journal of Membrane Science, 409 (2012) 251-256.

[15]        C. Kim, P. Srimuk, J. Lee, S. Fleischmann, M. Aslan, and V. Presser, Carbon, 122 (2017) 329-335.

[16]        B. Jia and W. Zhang, Nanoscale Research Letters, 11 (2016).

[17]        A. S. Yasin, J. Jeong, I. M. A. Mohamed, C. H. Park, and C. S. Kim, journal of Alloys and Compounds, 729 (2017) 764-775.

[18]        I. Cohen, E. Avraham, M. Noked, A. Soffer, and D. Aurbach, The Journal of Physical Chemistry, 115 (2011) 19856-19863.

[19]        B. B. Arnold and G. W. Murphy, Journal of Physics Chemistry, 65 (1961) 135-138.

[20]        S. Porada et al., Energy Environ. Sci., 6 (2013) 3700-3712.

[21]        B. S. Lalia, V. Kochkoda, R. Hashaikeh, and N. Hilal, Desalination, 326 (2013) 77-95.

[22]        S. Porada, R. Zhao, A. v. d. Wal, V. Presser, and P. M. Biesheuvel, Progress in Materials Science, 58 (2013) 1388-1442.

[23]        Z. H. Huang, Z. Yang, F. Kang, and M. Inagaki, Journal of Material Chemistry A, 5 (2017) 470-496.

[24]        M. D. Stoller, S. Park, Y. Zhu, J. An, and R. S. Ruoff, Nano Letter, 8 (2008) 3498-3502.

[25]        J.-B. Lee, K.-K. Park, H.-M. Eum, and C.-W. Lee, Desalination, 196 (2006) 125-134.

[26] ف. ا. س. محسن, "سیستم یونزدایی خازنی CDI " مجموعه گزارشهای صنعتی فناوری نانو 5 (1394) 1-12.

[27]        D. Ma, Y. Wang, X. Han, S. Xu, and J. Wang, Separation and Purification Technology, 189 (2017) 467-474.

[28]        T. J. Welgemoeda and C. F. Schutte, Desalination, 183 (2005) 327-340.

[29]        I. Cohen, E. Avraham, A. Soffer, and D. Aurbach, ESC Transitions, 45 (2013) 43-59.

[30]        E. Bender, MIT Technology Review, (2003).

[31]        YoramOren, Desalination, 228 (2008) 10-29.

[32]        S. Ebrahim and M. A. Jawad, Desalination, 99 (1994) 39-55.

[33]        M. S. Atab, A. J. Smallbone, and A. P. Roskilly, Desalination, 397 (2016) 174-184.

[34]        B. Kruner et al., Carbon, 117 (2017) 46-54.

[35]        Y. Liu, C. Nie, X. Liu, X. Xu, Z. Suna, and L. Pan, RSC Advances, 5 (2015) 15205-15225.

[36]        K. Kinoshita, Wiley, New York, (1988).

[37]        Y. S. Kim, X.-F. Guo, and G. J. Kim, Catalysis Today, 150 (2010) 91-99.

[38]        T. Morishita, Y. Soneda, T. Tsumura, M. Inagaki, Carbon, 44 (2006) 2360-2367.

[39]        K. L. Yang, T. Y. Ying, S. Yiacoumi, C. Tsouris, and E. S. Vittoratos, Langmuir, 17 (2001) 1961-1969.

[40]        S. Kondrat, C. R. Perez, V. Presser, Y. Gogotsib, and A. A. Kornyshev, Energy & Environtal Science, 5 (2012) 6474-6479.

[41]        J. C. Farmer, D. V. Fix, G. V. Mack, R. W. Pekala, and J. F. Poco, Journal of Applied Electrochemistry, 26 (1996) 1007-1018.

[42]        M. S. Gaikwad and C. Balomajumder, Analytical Letters, 49 (2015).

[43]        M. E. Suss, S. Porada, X. Sun, P. M. Biesheuvel, J. Yoon, and V. Presser, Energy Environ. Sci., 8 (2015) 2296-2319.

[44]        C. Zhang, D. He, J. Ma, W. Tang, and T. D. Waite, Water Research, 128 (2018) 314-330.

[45]        G. Xu, A. Omosebi, J. Landon, and K. Liu, Energy & Environtal Science, 8 (2015) 897-909.

[46]        M. S. Gaikwad and C. Balomajumder, Electrochem Energy Technol, 2 (2016).

[47]        F. A. AlMarzooqi, A. A. A. Ghaferi, I. Saadat, and N. Hilal, Desalination, 342 (2014) 3-15.

[48]        N. Li, J. An, X. Wang, H. Wang, L. Lu, and Z. J. Ren, Desalination, 419 (2017) 20-38.

[49]        J. B. Lee, K. K. Park, S. WonYoon, P. Y. Park, K. I. Park, and C. W. Lee, Desalination, 237 (2009) 155-161.

[50]        I. Villar et al., Adsorption, 17 (2011) 467-471.

[51]        S. Kim, H. Yoon, D. Shin, J. Lee, and e. Yoon, Journal of Colloid and Interface Science, 506 (2017) 644-648.

[52]        Y. Zhao, Y. Wang, R. Wang, Y. Wu, S. Xu, and J. Wang, Desalination, 324 (2013) 127-133.

[53]        R. L. Zornitta et al., Carbon, 123 (2017) 318-338.

[54]        H. Yoon, J. Lee, S. Kim, and J. Yoon, Desalination, 422 (2017) 42-48.

[55]        W. Shi et al., Scientific Reports, (2016).

[56]        C. Y. Ma, S. C. Huang, P. H. Chou, W. Den, and C. H. Hou, Chemosphere, 146 (2016) 113-120.

[57]        H. Yin et al., Advanced Materials, 25 (2013) 6270-6276.

[58]        A. G. El-Deen, J.-H. Choi, C. S. Kim, K. A. Khalil, A. A. Almajid, and N. A. M. Barakat, Desalination, 361 (2015) 53-64.

[59]        C. S. Fan, S. Y. H. Liou, and C. H. Hou, Chemosphere, 148 (2017) 924-931.

[60]        http://eee.hanyang.ac.kr/facilities/?uid=65&mod=document&ckattempt=2

[61]        T. J. Welgemoed and C. F. Schutte, Desalination, 183 (2005) 327-340.

[62]        J. C. Farmer, D. V. Fix, G. V. Mack, R. W. Pekala, and J. F. Poco, Journal of The Electrochemical Society, 143 (1996) 159-169, 1996.

[63]        http://voltea.com/en/