[发明专利]一种堆叠式三维摇椅型电容去离子装置及去离子方法

权利要求书

1.一种堆叠式三维摇椅型电容去离子装置，其特征在于，包括沿堆叠方向依次设置的多个腔室机构，所述腔室机构包括本体、开设在所述本体上且沿所述堆叠方向贯穿所述本体的空腔、以及容纳于所述空腔内的三维电极，所述空腔的内壁上凸伸有用于固定所述三维电极的固定部；

其中，位于所述堆叠方向两端的所述空腔的自由端面上设置有密封板；

相邻的所述腔室机构中，至少一个所述腔室机构中的所述三维电极为块状的Ag@C三维电极，所述Ag@C三维电极的内部成丝状结构，且具有供离子吸附的空隙；

相邻的两个所述腔室机构之间设置有阳离子交换膜；每个所述腔室机构上还设有与所述三维电极电连接的集流体，所述集流体伸出于所述本体的外部，所述本体上还设有与所述空腔连通的进水管道和出水管道；

其中，所述三维电极通过所述集流体与电源连接，相邻的两个所述三维电极连接的电流方向相反，且所述电源按照预设周期切换每个所述三维电极上的电流方向；

所述电容去离子装置还连接有第一容器和第二容器，其中连接有第一电流方向的所述三维电极对应的腔室机构始终与所述第一容器连通，连接有第二电流方向的所述三维电极对应的腔室机构始终与所述第二容器连通。

2.根据权利要求1所述的电容去离子装置，其特征在于，所述Ag@C三维电极的材料的制备方法包括步骤：

S1，将黑曲霉和水按1-5g：50ml的固液比混合，得黑曲霉溶液；

S2，向所述黑曲霉溶液中依次加入1-3g间苯二胺和0.5-5g过硫酸铵进行反应，并在反应1-8h后抽滤 成型，对所述抽滤后获得的物质进行冷冻干燥，得聚间苯二胺@黑曲霉复合材料；

S3，将所述聚间苯二胺@黑曲霉复合材料置于500-3000ppm的AgNO₃溶液中静置，然后依次进行烘干处理和400-1000℃的碳化处理，得所述Ag@C三维电极的材料。

3.根据权利要求2所述的电容去离子装置，其特征在于，所述腔室机构的个数为三个。

4.根据权利要求3所述的电容去离子装置，其特征在于，相邻的所述腔室机构中的所述三维电极仅有一个为所述块状的Ag@C三维电极，其余的所述三维电极为三维块状碳材料电极。

5.根据权利要求2所述的电容去离子装置，其特征在于，相邻的所述腔室机构中的所述三维电极均为所述块状的Ag@C三维电极。

6.根据权利要求2所述的电容去离子装置，其特征在于，所述阳离子交换膜和相邻的所述腔室机构之间设有硅胶垫片，所述硅胶垫片上开设有与所述空腔对应的连通口；

所述硅胶垫片的所述连通口的面积以及所述阳离子交换膜的面积，均不小于所述空腔在垂直于所述堆叠方向的平面上的投影面积。

7.根据权利要求2所述的电容去离子装置，其特征在于，所述固定部包括相对设置的、且带有多个连通孔的两个孔板，所述孔板位于所述空腔内且与所述空腔的内壁固定连接；

所述三维电极固定于同一所述空腔内相对设置的两个所述孔板之间。

8.根据权利要求7所述的电容去离子装置，其特征在于，所述进水管道和所述出水管道相对设置，且均与所述空腔在垂直于所述孔板的方向上进行连通。

9.根据权利要求6所述的电容去离子装置，其特征在于，还包括用于紧固所述电容去离子装置的固定组件；

所述固定组件包括：分别位于所述腔室机构的本体、所述硅胶垫片、所述阳离子交换膜上的固定孔，以及贯穿多个所述固定孔的固定安装件。

10.一种电容去离子方法，其特征在于，包括步骤：

S01，将如权利要求1-9任意一项所述的电容去离子装置中的所述腔室机构分为依次间隔排列的第一腔室机构和第二腔室机构；

S02，向所述第一腔室机构的集流体提供第一电流，向所述第二腔室机构的集流体提供第二电流，所述第一腔室机构的所述进水管道和所述出水管道与第一容器连通，所述第二腔室机构的所述进水管道和所述出水管道与第二容器连通，其中所述第一电流与所述第二电流方向相反；

S03，在反应预设时长后，向所述第一腔室机构的集流体提供所述第二电流，向所述第二腔室机构的集流体提供所述第一电流，所述第一腔室机构的所述进水管道和所述出水管道与所述第二容器连通，所述第二腔室机构的所述进水管道和所述出水管道与所述第一容器连通；

S04，在反应预设时长后，重复所述步骤S02-S03。