[发明专利]一种层状金属氧化物用于苦咸水淡化的电容去离子技术

摘要

一种层状金属氧化物用于苦咸水淡化的电容去离子技术，其属于水处理科学技术领域。采用不对称脱盐模块，其中阳极材料为碳材料与层状双金属氧化物的复合物，制备方法为在碱性条件下，通过一步水热法，制备出碳材料/层状双金属氢氧化物，然后经洗涤、焙烧处理得到碳材料/层状双金属氧化物。由于与碳材料的复合提高了材料的导电性，高温焙烧后复合物的比表面积增大。阴极材料为硝酸酸化的活性碳。组装完成后，在1.0/‑1.0 V电压下，在初始浓度为500 mg/L的NaCl溶液中进行脱盐测试，脱盐量达14mg/g，10个循环之后脱盐量保持稳定，该电极材料可以广泛用于苦咸水与海水的淡化领域。

主权项

1.一种层状金属氧化物用于苦咸水淡化的电容去离子方法，其特征在于：它包括如下步骤：/n（1）首先将粉体碳材料分散于去离子水中，超声，得分散液；再将硝酸镁和硝酸铝溶于分散液后加入碱源，得到悬浮液；将悬浮液装入水热釜，在120 ℃条件下反应24h后，离心洗涤至中性，干燥，得到碳材料/层状双金属氢氧化物；在氮气气氛条件下焙烧，焙烧温度为300-800 ℃，保温时间为4-6 h，得到碳材料/层状双金属氧化物的复合物；镁与铝的摩尔比为2:1-4:1；所述粉体碳材料为氧化石墨烯、石墨烯、碳纳米管或导电炭黑；/n（2）将浓硝酸与去离子水以1:3-3:1的体积比混合均匀，再加入1-5g活性碳，所述活性碳与浓硝酸的比例为1-5g：10-30mL，50-80 °C 处理4-6 h，得到硝酸处理后的活性碳材料；/n（3）将所述碳材料/层状双金属氧化物的复合物与导电炭黑以7:1-10:1的质量比混合均匀，加入N, N-二甲基乙酰胺，搅拌均匀后，加入聚偏氟乙烯的N, N-二甲基乙酰胺溶液，碳材料/层状双金属氧化物的复合物与聚偏氟乙烯的质量比为7:1-10:1，搅拌过夜后，将所得混合物涂布到石墨纸上，涂膜厚度为100-600 μm；将涂布后的所述石墨纸在40-120 °C下干燥2-24 h，得到活性物质为碳材料/层状双金属氧化物的复合物的脱盐模块阳极材料；/n（4）将所述硝酸处理后的活性碳材料与导电炭黑以7:1-10:1的质量比混合均匀，加入N, N-二甲基乙酰胺，搅拌均匀后，加入聚偏氟乙烯的N, N-二甲基乙酰胺溶液，硝酸处理后的活性碳材料与聚偏氟乙烯的质量比为7:1-10:1，搅拌过夜后，将所得混合物涂布到石墨纸上，涂膜厚度为100-600 μm；将涂布后的所述石墨纸在40-120 °C下干燥2-24 h，得到活性物质为硝酸处理后的活性碳材料的脱盐模块阴极材料；/n（5）所述脱盐模块依次由有机玻璃板、集流体、阳极材料电极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、阴极材料电极、集流体、有机玻璃板组成；/n（6）在0.5-1.2 V直流电压下，进行电吸附脱盐，当电极短路或者反接时，实现电极的循环再生。/n