[發明專利]用于脫鹽的零電荷電位改進的碳基電極

在審

• 申請號: 201480061435.5
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105706277A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: X·高;A·歐姆賽比;J·蘭敦;K·劉
• 申請（專利權）人: 肯塔基大學研究基金會
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

1.一種電極，其包含被膜涂覆的碳片材，其中所述膜改進碳的零電荷電位，并且其中所述碳片材包含導電的碳基材料。

2.權利要求1的電極，其中所述碳基材料被含有間苯二酚和甲醛的溶液滲透。

3.權利要求1或2中任一項的電極，其中所述碳基材料包含碳基織造材料。

4.權利要求3的電極，其中所述碳基織造材料包含碳布、碳氈或碳紗線。

5.權利要求3或4中任一項的電極，其中所述碳基織造材料包含碳布。

6.權利要求1-5中任一項的電極，其中所述膜是從含有一種或多種以下物質的溶液制備的：碳納米管，硅，有機官能化的硅，二氧化硅，有機官能化的二氧化硅，銅，脫乙酰殼多糖，氧化鋁，氧化鈦，氧化釩，氧化鋯，氧化鎂，選自任何第3(IIIB)族至12(IIB)族元素的任何金屬或金屬氧化物，或任何非金屬。

7.權利要求1-6中任一項的電極，其中所述膜是從含有二氧化硅的溶液制備的。

8.權利要求1-6中任一項的電極，其中所述膜是從含有一種或多種非金屬的溶液制備的，所述非金屬是選自硅、鍺、硼、銻或碲。

9.權利要求1-7中任一項的電極，其中所述溶液還包含原硅酸四乙基酯(TEOS)、乙醇和硝酸。

10.權利要求1-9中任一項的電極，其中所述膜具有至100nm的厚度。

11.一種生產電極的方法，包括：

用含有間苯二酚和甲醛的溶液滲透碳基織造材料以得到滲透材料；

將滲透到碳基織造材料上的所述溶液聚合以得到聚合材料；

使得所述聚合材料進行溶劑交換工藝；

碳化所述聚合材料以得到碳化材料；和

用膜涂覆所述碳化材料。

12.權利要求11的方法，其中所述碳基織造材料包含碳布、碳氈或碳紗線。

13.權利要求11或12中任一項的方法，其中所述碳基織造材料包含碳布。

14.權利要求11-13中任一項的方法，其中所述膜是從含有一種或多種以下物質的溶液制備的：碳納米管，硅，有機官能化的硅，二氧化硅，有機官能化的二氧化硅，銅，脫乙酰殼多糖，氧化鋁，氧化鈦，氧化釩，氧化鋯，氧化鎂，選自任何第3(IIIB)族至12(IIB)族元素的任何金屬或金屬氧化物，或任何非金屬。

15.權利要求11-14中任一項的方法，其中所述膜是從含有二氧化硅的溶液制備的。

16.權利要求11-14中任一項的方法，其中所述膜是從含有一種或多種非金屬的溶液制備的，所述非金屬是選自硅、鍺、硼、銻或碲。

17.權利要求11-16中任一項的方法，其中所述進行溶劑交換工藝的步驟包括將所述已滲透的碳在去離子水和丙酮中依次浸泡；和進行空氣干燥。

18.權利要求11-17中任一項的方法，其中所述碳化步驟是在約800-1100℃下進行30-360分鐘。

19.權利要求11-18中任一項的方法，其中所述碳化步驟是在約900-1100℃下進行60-240分鐘。

20.權利要求11-19中任一項的方法，其中所述碳化步驟是在約950-1050℃下進行90-180分鐘。

21.權利要求11-20中任一項的方法，其中所述碳化步驟是在約1000℃下進行約120分鐘。

22.權利要求11-21中任一項的方法，其中所述碳化步驟還包括使用約1-5℃/分鐘的緩變率從室溫加熱和冷卻到室溫。

23.權利要求11-22中任一項的方法，其中所述碳化步驟還包括提供流速大于300mlmin^-1的氮氣或氬氣以在碳化期間提供惰性氣氛。

24.權利要求11-23中任一項的方法，其中在所述含有間苯二酚和甲醛的溶液中的間苯二酚:甲醛的摩爾比率是約5:1至1:5。