[发明专利]电容脱盐电极及其制备方法

权利要求书

1.一种电容脱盐电极，其特征在于：使用Na₄Ti₉O₂₀作为电容脱盐的负极电极。

2.一种电容脱盐电极，其特征在于：使用Na₄Ti₉O₂₀和石墨烯的复合物作为电容脱盐的负极电极。

3.一种电容脱盐电极的制备方法，其特征在于，制备权利要求2所述的Na₄Ti₉O₂₀和石墨烯复合物的步骤包括：

混合：将TiO₂、NaOH和氧化石墨烯充分搅拌至混合均匀，得到混合物；

反应：将所得混合物移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，放入恒温箱中，在150～230℃下进行水热反应0.5～24小时，得到反应产物；

干燥：将反应产物洗涤至中性，然后转移至恒温箱中50～90℃干燥至少2小时，即得到Na₄Ti₉O₂₀和石墨烯的复合物。

4.一种电容脱盐电极的制备方法，其特征在于，制备权利要求3所述的Na₄Ti₉O₂₀和石墨烯复合物的步骤包括：

混合：将0.3g TiO₂、50ml 10mol/L的NaOH和8mg氧化石墨烯充分搅拌至混合均匀，得到混合物；

反应：将所得混合物移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，放入恒温箱中，在200℃下进行水热反应4小时，得到反应产物；

干燥：将反应产物洗涤至中性，然后转移至恒温箱中50～90℃干燥至少2小时，即得到Na₄Ti₉O₂₀和石墨烯的复合物。

5.一种电容脱盐电极，其特征在于：使用Na₄Ti₉O₂₀和碳的复合物作为电容脱盐的负极电极。

6.一种电容脱盐电极的制备方法，其特征在于，制备权利要求5所述的Na₄Ti₉O₂₀和碳的复合物的步骤包括：

混合：将TiO₂、NaOH充分搅拌至混合均匀，得到混合物；

干燥：将反应产物洗涤至中性，然后转移至恒温箱中50～90℃干燥至少2小时，即得到Na₄Ti₉O₂₀；

加碳：将所得的Na₄Ti₉O₂₀与碳源溶液充分搅拌至混合均匀，得到待反应物，其中所述碳源为蔗糖、葡萄糖、糖原、纤维素、低聚糖、多糖中的至少一种；

二次反应：将得到的待反应物移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，放入恒温箱中，在140～170℃下进行水热反应，直至Na₄Ti₉O₂₀外层包裹层碳源，得到二次反应产物；

二次干燥：将所得二次反应产物洗涤，然后转移至恒温箱中50～90℃干燥至少2小时，得到干燥物；

热处理：将干燥物在氮气保护的条件下，以1～10℃/min的升温速率升温至300～500℃，接着在300～500℃保温2～6小时，反应结束后得到Na₄Ti₉O₂₀和碳的复合物。

7.一种电容脱盐电极的制备方法，其特征在于，制备权利要求6所述的Na₄Ti₉O₂₀和碳的复合物的步骤包括：

混合：将0.3g TiO₂、50ml 10mol/L的NaOH充分搅拌至混合均匀，得到混合物；

干燥：将反应产物洗涤至中性，然后转移至恒温箱中50～90℃干燥至少2小时，即得到纳米管状结构的Na₄Ti₉O₂₀；

加碳：将0.15g所得的Na₄Ti₉O₂₀与25ml 0.5mol/L的葡萄糖充分搅拌至混合均匀，得到待反应物；

二次反应：将得到的待反应物移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，放入恒温箱中，在160℃下进行水热反应4小时，得到二次反应产物；

二次干燥：将所得二次反应产物先用去离子水洗涤，然后用无水乙醇洗涤，之后转移至恒温箱中50～90℃干燥至少2小时，得到干燥物；

热处理：将干燥物在氮气保护的条件下，以5℃/min的升温速率升温至400℃，接着在400℃保温4小时，反应结束后得到Na₄Ti₉O₂₀和碳的复合物。