[发明专利]电容脱盐电极及其制备方法在审
| 申请号： | 201810252823.1 | 申请日： | 2018-03-26 |
| 公开（公告）号： | CN108264135A | 公开（公告）日： | 2018-07-10 |
| 发明（设计）人： | 李海波;岳智帅 | 申请（专利权）人： | 宁夏大学 |
| 主分类号： | C02F1/469 | 分类号： | C02F1/469 |
| 代理公司： | 宁夏合天律师事务所 64103 | 代理人： | 杨丽坤;孙彦虎 |
| 地址： | 750021 宁夏回族*** | 国省代码： | 宁夏;64 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 脱盐 电极 电容 静电吸附 氯离子 制备 离子 化学键 正极 共离子效应 嵌入式电容 负极 电荷效率 负面效应 氯氧化铋 屏蔽效应 脱盐效率 复合物 苦碱水 锰酸钠 钠离子 嵌入的 双电层 钛酸钠 钴酸钠 高盐 键合 水中 脱嵌 去除 | ||
本发明提供的电容脱盐电极及其制备方法，利用钛酸钠(NaxTiyOz)、锰酸钠(NaxMnyOz)、钴酸钠(NaxCoyOz)及其复合物作为嵌入式电容脱盐负极，可与氯离子反应的材料为正极(如碳、普鲁士蓝、银和氯氧化铋等材料)，构成双离子脱嵌电极，从而将苦碱水/高盐水中钠离子和氯离子以化学键形式嵌入的相应电极中，达到高效脱盐的目的。与静电吸附电容脱盐方法相比，由于离子是以键合的方式被去除，所以脱盐效率和电荷效率可得到大幅提升并且在静电吸附电容脱盐中存在的一些负面效应可得到很好的抑制，如双电层屏蔽效应和共离子效应等。
技术领域
本发明涉及苦碱水脱盐技术领域，尤其涉及一种电容脱盐电极及其制备方法。
背景技术
电容脱盐(又称电容去离子)，是一种基于双电层电容模型的咸水淡化技术，其基本原理是通过对电极施加静电场将苦碱水中的阴、阳离子强制向带有相反电荷的电极处移动并吸附于电极表面形成双电层，从而达到脱盐或去除离子目的。目前常见的电容脱盐电极材料主要是由惰性高、比表面积大且容易量产的碳及其复合材料构成，包括：活性炭粉末、碳气凝胶、碳纳米管、石墨烯等。然而采用碳基电极的对称电容去离子方法存在孔隙结构复杂、有效表面积低、双电层重叠效应、脱盐效率差和电荷效率低等缺点，静电吸附方式能达到的脱盐率20mg/g，且电荷效率通常在60％左右。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电容脱盐电极及其制备方法，NaxMyOz(M＝Ti,Mn,Co)或者NaxMyOz(M＝Ti,Mn,Co)复合物作为电容脱盐负极电极，采用非对称电极排列方式，引入化学键合的方式将盐离子嵌入在电极中，从而大幅提高电容脱盐效率的脱盐方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电容脱盐电极，使用NaxMyOz作为电容脱盐的负极电极，其中M是Ti或Mn或Co。
最优的，使用Na4Ti9O20作为电容脱盐的负极电极。
一种电容脱盐电极，使用NaxMyOz和石墨烯的复合物作为电容脱盐的负极电极，其中M是Ti或Mn或Co。
最优的，使用Na4Ti9O20和石墨烯的复合物作为电容脱盐的负极电极。
一种电容脱盐电极的制备方法，制备NaxMyOz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NaxMyOz和石墨烯的复合物。
一种电容脱盐电极的制备方法，制备Na4Ti9O20和石墨烯复合物的步骤包括：
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