[發明專利]基于UiO-66的CDI極板及脫磷酸鹽的裝置和方法

在審

• 申請號: 202010532968.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111634985A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 趙研;郎朗;胡筱敏
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F101/10
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種UiO-66吸附涂層，其特征在于，該UiO-66吸附涂層的原料包括UiO-66材料、導電劑和粘結劑；

按質量比，UiO-66材料：導電劑：粘結劑＝(18-16):1:1。

2.根據權利要求1所述的UiO-66吸附涂層，其特征在于，所述的UiO-66吸附涂層中，采用的UiO-66材料的化學式為Zr₆O₄(OH)₄(CO₂)₁₂，其具有三維孔洞結構，采用BET比表面積測定其比表面積為1600-1800m²g^-1。

3.根據權利要求1所述的UiO-66吸附涂層，其特征在于，所述的導電劑為炭黑、活性炭、乙炔黑、石墨、碳納米管、爐黑中的一種或幾種的混合物。

4.根據權利要求1所述的UiO-66吸附涂層，其特征在于，所述的粘結劑為聚烯烴化合物和/或含氟樹脂。

5.一種基于UiO-66的CDI極板，其特征在于，該基于UiO-66的CDI極板包括集流體板和附著在集流體板上的權利要求1-4任意一項所述的UiO-66吸附涂層。

6.根據權利要求5所述的基于UiO-66的CDI極板，其特征在于，所述的集流體板為石墨板或鈦板中的一種。

7.權利要求5所述的基于UiO-66的CDI極板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：

按原料配比，稱量原料，將UiO-66材料、導電劑、粘結劑混合均勻，得到混合物；

步驟2：

向混合物中加入調漿有機溶劑，充分攪拌均勻，得到漿料；

步驟3：

將漿料均勻涂覆在集流體板一側，然后真空干燥，去除有機溶劑，使得集流體板一側形成UiO-66吸附涂層，得到基于UiO-66的CDI極板。

8.一種基于UiO-66的CDI極板的脫磷酸鹽的裝置，其特征在于，該基于UiO-66的CDI極板的脫磷酸鹽的裝置包括CDI電吸附模塊、直流穩壓電源和短接導線；所述的CDI電吸附模塊至少包括兩塊權利要求5所述的基于UiO-66的CDI極板，并且兩塊基于UiO-66的CDI極板中涂覆有UiO-66吸附涂層的一側相對設置；

在吸附磷酸鹽時，兩塊基于UiO-66的CDI極板和直流穩壓電源形成通路；當脫附磷酸鹽時，兩塊基于UiO-66的CDI極板和和短接導線形成通路。

9.一種基于UiO-66的CDI極板的脫磷酸鹽的方法，其特征在于，采用權利要求8所述基于UiO-66的CDI極板的脫磷酸鹽的裝置，包括以下步驟：

步驟一：

將帶有磷酸鹽的原水通過裝置的進水口進入裝置，接通直流穩壓電源，通過直流穩壓電源對CDI正極板和CDI負極板施加電壓，對CDI電吸附模塊進行充電，進行電吸附除鹽，其中，施加的電壓為1.2-1.4V，當溶液電導率不在發生變化后，離子達到吸附平衡，電吸附完成，脫除磷酸鹽后的淡水，從出水口出水；

步驟二：

斷開直流穩壓電源，將CDI電吸附模塊中，CDI負極板和CDI正極板短接放電，待離子脫附完全后，完成一次吸脫附過程，得到的磷酸鹽離子富集濃水外排；

步驟三：

重復步驟一和步驟二，循環往復，實現了原水中，磷酸鹽離子的脫除和富集。

10.根據權利要求9所述的基于UiO-66的CDI極板的脫磷酸鹽的方法，其特征在于，所述的基于UiO-66的CDI極板的脫磷酸鹽的方法，對于濃度為15-50mg/L的磷酸鹽水體，其磷酸鹽離子的吸附率為45％-72％。