[發明專利]電容型脫鹽電極材料及其制備方法、電容型脫鹽電極及其制備方法

有效

• 申請號: 202011462094.6
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112723491B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 張登松;施利毅;方建慧;張靜;顏婷婷;張劍平
• 申請（專利權）人: 上海大學（浙江·嘉興）新興產業研究院
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發明涉及電容型脫鹽電極材料及其制備方法、電容型脫鹽電極及其制備方法，屬于電脫鹽電極技術領域，一種電容型脫鹽電極材料的制備方法，包括：將六水合硝酸鋅和三乙烯二胺溶解于第一N，N二甲基甲酰胺溶液中，獲得第一混合溶液；將對苯二甲酸溶解于第二N，N二甲基甲酰胺溶液中，獲得第二混合溶液；將所述第一混合溶液和所述第二混合溶液混合，經過于油浴中回流攪拌，烘干，冷卻，一次洗滌，一次干燥，獲得雙配體金屬有機框架Zn?MOF；在惰性氣氛下，碳化所述Zn?MOF，將所述碳化后的Zn?MOF置于酸溶液中反應，經過二次洗滌，二次干燥，獲得電容型脫鹽電極材料，所述電容型脫鹽電極材料為雙配體Zn?MOF衍生的氮摻雜的棒狀多孔碳材料。

技術領域

本發明屬于電脫鹽電極技術領域，具體涉及電容型脫鹽電極材料及其制備方法、電容型脫鹽電極及其制備方法。

背景技術

淡水資源短缺是本世紀全球面臨的最大資源危機之一，海水與苦咸水脫鹽淡化技術作為有效解決該危機的重要途徑，已引起社會廣泛關注。電容型脫鹽是一種基于雙電層電容遠離的全新脫鹽技術，該技術能耗低、脫鹽效率高，對環境友好，用于海水和苦咸水的脫鹽淡化，具有廣闊的應用前景。

電容型脫鹽電極的高性能，取決于電極材料的比表面積大、空隙發達、導電性好等特性，目前，電容型脫鹽電極材料難以兼具表面積大、空隙發達和導電性好等性能，因此，本領域亟需研發一種兼具表面積大、空隙發達和導電性好的電容型脫鹽電極材料。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的電容型脫鹽電極材料及其制備方法、電容型脫鹽電極及其制備方法。

本發明實施例提供一種電容型脫鹽電極材料的制備方法，包括：

將六水合硝酸鋅和三乙烯二胺溶解于第一N，N二甲基甲酰胺溶液中，獲得第一混合溶液；

將對苯二甲酸溶解于第二N，N二甲基甲酰胺溶液中，獲得第二混合溶液；

將所述第一混合溶液和所述第二混合溶液混合，經過于油浴中回流攪拌，烘干，冷卻，一次洗滌，一次干燥，獲得雙配體金屬有機框架Zn-MOF；

在惰性氣氛下，碳化所述Zn-MOF，將所述碳化后的Zn-MOF置于酸溶液中反應，經過二次洗滌，二次干燥，獲得電容型脫鹽電極材料，所述電容型脫鹽電極材料為雙配體Zn-MOF衍生的氮摻雜的棒狀多孔碳材料。

可選的，所述于油浴中回流攪拌包括：于油浴溫度為140-150℃條件下，回流攪拌1-2h。

可選的，所述烘干包括：于140-150℃溫度下烘干20-22h；所述冷卻包括：冷卻至室溫。

可選的，所述一次洗滌包括：用60-80℃的N，N二甲基甲酰胺溶液洗滌3-4次。

可選的，所述一次干燥包括：于140-150℃溫度下干燥。

可選的，所述在惰性氣氛下，碳化所述Zn-MOF，包括：

在氮氣或氬氣氣氛下，以1-2℃/min速率升溫至200℃，一次保溫1-2h后，再升溫至800-1000℃，二次保溫1-2小時，降溫至室溫，碳化所述Zn-MOF，所述氮氣或氬氣流速為80-140mL/min。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供一種電容型脫鹽電極材料，由上述電容型脫鹽電極材料的制備方法制得。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供一種電容型脫鹽電極的制備方法，采用上述電極材料，其特征在于，包括：

將所述電容型脫鹽電極材料、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液混合均勻，涂覆于石墨紙上，于100-120℃溫度下干燥，獲得電容型脫鹽電極。