基础概念
电化学基础：双电层与界面电容
理解电极/溶液界面双电层与电容存储机制，是判断电吸附行为与电极选型的基础。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 解释双电层结构与界面电容的来源
- 将界面电容与电吸附容量联系起来
关键概念
- 双电层
- 界面电容
- 电吸附
为什么学习
- 学习者已了解FCDI原理，但需能解释双电层如何决定脱盐容量，以指导电极与运行电压选择，不需推导模型。
如何检验理解
- 能用双电层概念解释给定电极为何在某电压下出现容量上限
基础概念
离子、电导率与浓度基础
掌握离子迁移、电导率与盐度换算，用于进料配液与在线监测读数判读。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 理解电导率与盐浓度的换算关系
- 正确配制目标浓度盐溶液
关键概念
- 电导率
- 离子迁移
- 浓度/盐度换算
为什么学习
- 只需能读懂电导率与浓度关系、完成配液换算，无需深入电解质理论。
如何检验理解
- 能根据电导率读数估算溶液盐浓度并配出目标浓度进料液
基础概念
电容去离子（CDI）基本原理
静态CDI电吸附脱盐与充放电脱附机制，是理解FCDI对比基准的前置。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 描述CDI电吸附与脱附过程
- 说明CDI的基本构型
关键概念
- 电吸附
- 充放电脱附
- CDI构型
为什么学习
- 作为FCDI的对照原理需理解其充放电脱附过程，但搭建工作不依赖静态CDI细节。
如何检验理解
- 能画出静态CDI充放电脱附的时序并指出脱盐与再生阶段
基础概念
离子交换膜基础
阴/阳离子交换膜选择透过性原理与性能参数，直接支撑现场选膜与朝向安装。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 区分阴/阳离子交换膜及其选择透过性
- 依据关键参数完成选膜
关键概念
- 选择透过性
- 面电阻
- 膜朝向
为什么学习
- 膜选型与安装朝向是搭建装置的必做环节，需按面电阻、选择透过性等参数正确选膜。
如何检验理解
- 能根据处理体系选定阴/阳离子交换膜并说明安装朝向依据
基础概念
FCDI 工作原理
流动电极循环中的离子电吸附/脱附机理及与静态CDI的差异，是装置设计的核心依据。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 解释流动电极循环下的离子吸附/脱附
- 对比FCDI与静态CDI的结构差异
关键概念
- 流动电极循环
- 连续脱盐
- 离子电吸附/脱附
为什么学习
- 学习者已了解原理，但需能将其映射到膜堆结构与流路布置，作为所有搭建决策的依据。
如何检验理解
- 能把FCDI连续脱盐过程对应到电极腔、脱盐腔与膜的功能分工
基础概念
流动电极概念与优势
以流动碳浆料替代固定电极在容量、连续性与可扩展性上的优势，用于理解设计取舍。
建议预留 40 分钟
学习目标
- 说明流动电极相较固定电极的优势
- 理解流动电极对系统设计的启示
关键概念
- 流动碳浆料
- 连续脱盐
- 容量不受限
为什么学习
- 仅需理解其优势以支撑浆料与流路设计思路，不需深入研究。
如何检验理解
- 能说明为何FCDI适合高盐与连续运行场景
核心技能
膜堆结构设计
FCDI膜堆层状结构（电极腔-膜-脱盐腔-膜-电极腔）的排布，是装配的蓝图。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 掌握膜堆层叠结构
- 正确排布各功能腔与膜
关键概念
- 电极腔
- 脱盐腔
- 膜堆层序
为什么学习
- 膜堆层序是装配的直接依据，需能按正确顺序与朝向叠放各功能层。
如何检验理解
- 能按正确层序与膜朝向独立叠装一个单元膜堆
核心技能
流动电极浆料组成
碳颗粒、导电添加剂、电解液液相的配比设计，是现场配制可泵送浆料的核心技能。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 掌握浆料各组分配比设计
- 独立完成浆料配制
关键概念
- 碳颗粒
- 导电添加剂
- 电解液相
- 配比
为什么学习
- 浆料配制是实验必备操作，需按配比独立配制出流动性与导电性合格的浆料。
如何检验理解
- 能按配比配制一罐浆料并判断其流动性与均一性是否达标
核心技能
法拉第反应与副反应
析氢/析氧及氧化还原副反应对效率与极化的影响，是故障诊断的关键依据。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 识别主要法拉第副反应
- 判断副反应对运行的影响
关键概念
- 析氢/析氧
- 氧化还原副反应
- 极化
为什么学习
- 副反应是极化、气泡与效率下降的常见成因，需能据此诊断运行异常。
如何检验理解
- 能由电流-电压曲线与气泡现象判断发生了何种副反应
核心技能
集流体与流道设计
集流体选型、流道几何与流体分布对电流分布与压降的影响，属结构设计核心。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 理解流道与集流体对电流分布的作用
- 完成集流体安装与电连接
关键概念
- 集流体
- 流道几何
- 电流分布
- 压降
为什么学习
- 集流体与流道决定电流均匀性与电接触，需能正确加工与安装并保证低接触电阻。
如何检验理解
- 能完成集流体的安装与电接触处理，使接触电阻处于可接受范围
核心技能
垫片/隔膜与腔体厚度控制
脱盐腔与电极腔垫片选择、腔厚对电阻与传质的影响，是装配精度控制要点。
建议预留 40 分钟
学习目标
- 理解腔厚对电阻与传质的影响
- 正确选择垫片并控制腔厚
关键概念
- 垫片
- 腔体厚度
- 密封隔膜
为什么学习
- 腔厚影响电阻与密封，需能按设计选择垫片并控制腔体厚度。
如何检验理解
- 能选择合适垫片并测量确认腔体厚度符合设计值
核心技能
碳电极材料特性
活性炭、炭黑、碳纳米管等比表面积与电容特性，影响浆料性能与电极选材。
建议预留 50 分钟
学习目标
- 比较不同碳材料的比表面积与电容特性
- 依据体系需求选材
关键概念
- 活性炭
- 炭黑
- 碳纳米管
- 比表面积
- 电容
为什么学习
- 选材直接影响脱盐性能，需能依据比表面积与电导率选择并替换碳材料。
如何检验理解
- 能依据参数表为给定体系选择碳电极材料并说明理由
核心技能
浆料流变性与稳定性
黏度、剪切行为与沉降再分散影响泵送与运行均一性，是稳定运行的关键。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 理解浆料流变与稳定性的影响因素
- 制定防沉降与再分散措施
关键概念
- 黏度
- 剪切行为
- 沉降
- 再分散
为什么学习
- 需能判断浆料沉降、堵塞与泵送困难的成因并采取调配措施，属故障预防能力。
如何检验理解
- 能诊断浆料沉降或堵塞现象并提出调整黏度/分散的方案
核心技能
装置密封与装配工艺
膜堆压紧、密封、防漏液与防短路的装配要点，是装置能否稳定运行的关键。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 掌握膜堆压紧与密封工艺
- 预防漏液与电极短路
关键概念
- 压紧力
- 密封
- 防漏液
- 防短路
为什么学习
- 装配质量直接决定气密液密与短路风险，需能独立完成可靠装配并迁移到不同构型。
如何检验理解
- 能独立完成一次无漏液、无短路的膜堆装配并通过保压检查
核心技能
pH 变化与结垢控制
运行中pH漂移与无机盐结垢机理及缓解策略，是运行维护要掌握的问题。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 理解pH漂移与结垢机理
- 实施结垢缓解策略
关键概念
- pH漂移
- 结垢
- 缓解策略
为什么学习
- pH漂移与结垢会显著影响长期运行，需能识别并采取缓解措施。
如何检验理解
- 能监测pH变化并在出现结垢趋势时提出缓解方案
核心技能
导电添加剂与浆料导电性
炭黑/石墨等添加剂构建电子导电网络，影响浆料导电性与电流传导效率。
建议预留 40 分钟
学习目标
- 理解添加剂对导电网络的作用
- 优化添加剂用量
关键概念
- 电子导电网络
- 添加剂用量
- 浆料电阻
为什么学习
- 添加剂用量影响导电与泵送平衡，需能按现象调整用量以保证浆料导电性。
如何检验理解
- 能通过调整导电添加剂用量改善浆料导电性并说明权衡
核心技能
流体回路与储液罐系统
电极循环回路、蠕动泵、储液罐与脱盐/浓缩流路的设计与组建，是管路搭建核心。
建议预留 50 分钟
学习目标
- 组建电极循环与脱盐流路
- 选型储液罐、接头与阀门并做密封处理
关键概念
- 循环回路
- 蠕动泵
- 储液罐
- 密封与耐腐蚀
为什么学习
- 管路系统是搭建主体工作，需能独立组建耐腐蚀、密封良好的进液/循环/回流回路。
如何检验理解
- 能独立完成进液、电极循环与脱盐/浓缩回路的管路搭建并实现无泄漏运行
核心技能
膜污染与清洗维护
膜与浆料污染的成因及清洗/再生方法，属日常运行维护技能。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 识别污染与堵塞现象
- 执行清洗与再生维护
关键概念
- 膜污染
- 浆料堵塞
- 清洗再生
为什么学习
- 装置需定期清洗维护，需能按规程执行膜与浆料的清洗再生。
如何检验理解
- 能对受污染膜与浆料执行一次完整清洗再生并恢复运行
核心技能
运行模式：单程与循环
单程与批次循环模式的适用场景，决定实验运行方式选择。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 理解两种运行模式的差异
- 按场景选择运行模式
关键概念
- 单程
- 批次循环
- 运行模式
为什么学习
- 需能按实验目的选择并切换单程或循环模式开展运行。
如何检验理解
- 能根据目标选择单程或循环模式并完成对应运行设置
核心技能
运行参数：流速与停留时间
电极浆料流速与脱盐液停留时间对传质与效率的影响，是流量调试要点。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 理解流速与停留时间对传质的影响
- 调试泵速实现稳定流场
关键概念
- 流速
- 停留时间
- 传质
- 流场稳定
为什么学习
- 需能理解流速与停留时间的耦合关系并据此调试流量，属运行优化能力。
如何检验理解
- 能调整泵速并解释流速变化对脱盐效率的影响
核心技能
实验安全与操作规范
高压电、化学品与泵流体系统的安全操作与防护，是全部搭建运行工作的前提。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 落实电气与流体系统安全操作
- 遵守化学品与废液处置规范
关键概念
- 电气安全与接地
- 化学品防护
- 废液处置
为什么学习
- 安全为强制要求，需理解并能落实电气接地、化学品防护与废液处置规范。
如何检验理解
- 能按SOP完成接地、个人防护与废液分类处置并说明依据
核心技能
恒压与恒流运行
恒压(CV)与恒流(CC)电学控制模式的特性与选择，是电源操作基础。
建议预留 45 分钟
学习目标
- 掌握恒压与恒流模式设置
- 根据实验目的选择电学模式
关键概念
- 恒压CV
- 恒流CC
- 电源模式
为什么学习
- 直流电源操作是必做技能，需能正确设置CV/CC模式并迁移到不同实验目标。
如何检验理解
- 能在可编程直流电源上正确设置并运行CV与CC两种模式
补充知识
多孔电极传质动力学
流动电极内离子传输与电流分布的动力学模型，属研究性理论，非搭建所需。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 了解多孔电极传质的基本概念
关键概念
- 孔内扩散
- 电流分布
- 传质动力学
为什么学习
- 目标是装置搭建与运行，动力学建模非必需，仅需了解概念即可，故降级。
如何检验理解
- 能指出该模型描述的核心物理过程
核心技能
运行参数：电压与电流密度
工作电压与电流密度设定及其对脱盐与副反应的影响，是参数调试核心。
建议预留 50 分钟
学习目标
- 掌握电压与电流密度设定
- 识别副反应对参数的约束
关键概念
- 工作电压
- 电流密度
- 副反应阈值
为什么学习
- 电压/电流密度需兼顾脱盐效率与副反应，需能在真实运行中迁移调整。
如何检验理解
- 能设定一组电压/电流密度并通过曲线判断是否诱发副反应
核心技能
进料浓度与流量设定
进料盐浓度与流量与处理能力、盐去除率的关系，用于运行方案设定。
建议预留 40 分钟
学习目标
- 理解进料条件与去除率的关系
- 设定进料浓度与流量
关键概念
- 进料浓度
- 流量
- 处理能力
- 盐去除率
为什么学习
- 需能根据目标处理能力设定进料浓度与流量并执行运行。
如何检验理解
- 能为给定目标设定进料浓度与流量并完成一次运行
核心技能
性能指标定义与计算
盐去除率(SRR)、脱盐速率(ASRR)、电荷效率与能耗等指标的计算，是评价装置的前提。
建议预留 60 分钟
学习目标
- 掌握主要性能指标定义
- 由运行数据计算指标
关键概念
- SRR
- ASRR
- 电荷效率
- 能耗
为什么学习
- 需能理解并能从运行数据计算各性能指标，作为调试与优化的判断依据。
如何检验理解
- 能由电压/电流/电导率数据算出SRR与ASRR并解释结果
核心技能
电流效率与电荷效率
有效脱盐电荷占总电荷比例，是评估副反应损失、诊断效率下降的核心指标。
建议预留 50 分钟
学习目标
- 计算电荷效率
- 由电荷效率诊断副反应损失
关键概念
- 电荷效率
- 有效脱盐电荷
- 副反应损失
为什么学习
- 用于判断副反应损失，需能计算并结合现象诊断效率异常。
如何检验理解
- 能计算电荷效率并据此判断是否存在显著副反应
补充知识
能耗分析与能量效率
单位脱盐量能耗的计算与优化方向，是运行经济性评估的补充知识。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 了解能耗指标的计算口径
- 理解能耗优化方向
关键概念
- 单位脱盐能耗
- 能量效率
为什么学习
- 搭建与运行调试不以此为核心，能读懂能耗指标含义即可，故降级处理。
如何检验理解
- 能读懂报告中的能耗(kWh/m³)指标含义
补充知识
放大与堆叠设计
多单元堆叠、串并联与流体分配均一性，属规模化课题，非单台装置搭建必需。
建议预留 35 分钟
学习目标
- 了解放大与堆叠的基本思路与挑战
关键概念
- 多单元堆叠
- 串并联
- 流体分配均一性
为什么学习
- 单台实验室装置搭建不涉及规模化堆叠，降级为了解性内容，为后续扩展留接口。
如何检验理解
- 能说明多单元堆叠面临的主要均一性挑战
补充知识
选择性离子分离
借助膜与电极设计实现选择性分离，属前沿研究方向，非搭建运行必需。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 了解选择性离子分离的基本原理
关键概念
- 单价/多价离子
- 选择性分离
为什么学习
- 选择性分离非当前装置搭建运行目标，降级为了解性内容。
如何检验理解
- 能说明实现选择性分离的主要设计思路
核心技能
实验表征与数据分析方法
电化学工作站、电导率与CV/EIS测试及数据处理，用于评估装置与电极性能。
建议预留 50 分钟
学习目标
- 操作电化学工作站与电导率仪
- 处理CV/EIS等测试数据
关键概念
- 电化学工作站
- CV
- EIS
- 数据处理
为什么学习
- 运行阶段需采集数据并做基本表征分析，需能操作设备并处理曲线。
如何检验理解
- 能完成一次电导率/电化学测试并整理出可用数据曲线
补充知识
能量回收与储能耦合
利用FCDI可逆电容特性进行能量回收与储能的前沿应用，非搭建运行所需。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 了解能量回收与储能耦合概念
关键概念
- 能量回收
- 储能耦合
为什么学习
- 面向储能研究方向，与装置搭建运行目标关联弱，降级为了解性内容。
如何检验理解
- 能说明能量回收的基本思路
补充知识
应用：苦咸水/海水淡化
FCDI在苦咸水与海水淡化场景的适用性与限制，属行业背景知识。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 了解脱盐应用场景
- 理解FCDI的适用边界
关键概念
- 苦咸水淡化
- 海水淡化
- 适用范围
为什么学习
- 为推荐的入门级行业知识，了解即可，不影响装置搭建运行。
如何检验理解
- 能说出FCDI在苦咸水/海水淡化中的适用条件与限制
补充知识
应用：卤水浓缩与资源回收
高盐卤水浓缩与盐/锂资源富集的应用，属拓展性行业知识。
建议预留 30 分钟
学习目标
- 了解卤水浓缩与资源回收应用
关键概念
- 卤水浓缩
- 资源回收
- 盐/锂富集
为什么学习
- 与搭建运行目标关联弱，为拓展了解内容，大幅降级。
如何检验理解
- 能举例说明卤水浓缩与资源回收的应用场景
前置关系与知识联系
- 流体回路与储液罐系统 → 运行模式：单程与循环
- 性能指标定义与计算 → 电流效率与电荷效率
- 电化学基础：双电层与界面电容 → 电容去离子（CDI）基本原理
- 恒压与恒流运行 → 运行参数：电压与电流密度
- 运行模式：单程与循环 → 进料浓度与流量设定
- 膜堆结构设计 → 集流体与流道设计
- 性能指标定义与计算 → 放大与堆叠设计
- 装置密封与装配工艺 → 流体回路与储液罐系统
- 装置密封与装配工艺 → 实验安全与操作规范
- 装置密封与装配工艺 → 膜污染与清洗维护
- 法拉第反应与副反应 → pH 变化与结垢控制
- FCDI 工作原理 → 法拉第反应与副反应
- 流动电极浆料组成 → 导电添加剂与浆料导电性
- 离子、电导率与浓度基础 → 离子交换膜基础
- 性能指标定义与计算 → 应用：苦咸水/海水淡化
- 运行参数：电压与电流密度 → 进料浓度与流量设定
- 流动电极概念与优势 → 流动电极浆料组成
- 流体回路与储液罐系统 → 实验安全与操作规范
- 垫片/隔膜与腔体厚度控制 → 装置密封与装配工艺
- 性能指标定义与计算 → 实验表征与数据分析方法
- 进料浓度与流量设定 → 性能指标定义与计算
- 碳电极材料特性 → 导电添加剂与浆料导电性
- FCDI 工作原理 → 流动电极概念与优势
- 离子、电导率与浓度基础 → 电容去离子（CDI）基本原理
- 能耗分析与能量效率 → 能量回收与储能耦合
- 法拉第反应与副反应 → 电流效率与电荷效率
- 法拉第反应与副反应 → 运行参数：电压与电流密度
- 运行参数：流速与停留时间 → 多孔电极传质动力学
- 流体回路与储液罐系统 → 运行参数：流速与停留时间
- 流动电极浆料组成 → 浆料流变性与稳定性
- 性能指标定义与计算 → 选择性离子分离
- 浆料流变性与稳定性 → 多孔电极传质动力学
- pH 变化与结垢控制 → 膜污染与清洗维护
- 离子交换膜基础 → FCDI 工作原理
- 能耗分析与能量效率 → 应用：苦咸水/海水淡化
- 电容去离子（CDI）基本原理 → FCDI 工作原理
- 应用：苦咸水/海水淡化 → 应用：卤水浓缩与资源回收
- 法拉第反应与副反应 → 能量回收与储能耦合
- 膜堆结构设计 → 垫片/隔膜与腔体厚度控制
- FCDI 工作原理 → 膜堆结构设计
- 集流体与流道设计 → 装置密封与装配工艺
- 性能指标定义与计算 → 能耗分析与能量效率
- 流动电极概念与优势 → 法拉第反应与副反应
- 运行模式：单程与循环 → 恒压与恒流运行
- 膜堆结构设计 → 装置密封与装配工艺
- 浆料流变性与稳定性 → 运行参数：流速与停留时间
- 离子交换膜基础 → 选择性离子分离
- 集流体与流道设计 → 放大与堆叠设计
- 流动电极浆料组成 → 碳电极材料特性
结合互动地图查看具体关系类型，再选择下一步。