一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法技术

本发明专利技术涉及电化学脱盐技术领域，针对PB导电性差、易团聚的问题，公开了一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，包括CNT/PAN纳米纤维膜的制备、PANI/CNT/PAN纳米纤维膜的制备、PB/PANI/CNT中空纳米纤维膜的制备和EDI电极的制备。本发明专利技术用静电纺丝法制PAN纤维并在表面包裹一层导电聚苯胺，使负电性的PB晶体在其表面合成，制得PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维，溶去PAN形成PB/PANI/CNT中空纤维。该方法将PB与PANI/CNT结合，使材料具有较高的导电性和快速离子传输结构，解决了PB材料导电性差、易团聚的问题，提高了PB材料的脱盐量、倍率性能和循环稳定性。

A Method of Preparing Electrochemical Desalination Electrode Based on Electrospinning

The present invention relates to the field of electrochemical desalination technology. In view of the problem of poor conductivity and easy agglomeration of PB, a method for preparing electrochemical desalination electrodes based on electrospinning is disclosed, including preparation of CNT/PAN nanofiber membrane, preparation of PANI/CNT/PAN nanofiber membrane, preparation of PB/PANI/CNT hollow nanofiber membrane and preparation of EDI electrode. The PAN fiber is prepared by electrospinning and coated with conductive polyaniline to synthesize negative PB crystal on its surface. The PB/PANI/CNT/PAN nanofibers are prepared by dissolving PAN to form PB/PANI/CNT hollow fibers. The method combines PB with PANI/CNT, which makes the material have high conductivity and fast ion transport structure, solves the problem of poor conductivity and easy agglomeration of PB material, and improves the desalting capacity, rate performance and cycle stability of PB material.

【技术实现步骤摘要】
一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法
本专利技术涉及电化学脱盐
，尤其涉及一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法。
技术介绍
由于人口不断的增长及快速工业发展造成的环境污染，使得淡水资源短缺的问题日趋严重。发展绿色高效的海水脱盐技术，对缓解我国沿海缺水地区和海岛水资源短缺状况，保障水资源的可持续利用具有重要意义。目前，广泛使用的海水淡化技术主要有多效蒸馏法、反渗透法、电渗析法等，但是这些方法仍存在能耗高、维护成本高、不利于环境保护等问题。电容去离子技术（CapacityDeionization，CDI）是一种新型的水处理技术，因其低能耗、低成本、易于操作和无二次污染等优点，近年来引起了广泛关注。该技术是基于双电层原理，通过施加电场使溶液中的离子向带有相反电荷的电极处移动，并在电极表面形成双电层。双电层能吸附并储存大量的离子，从而达到脱盐的目的。当吸附过程结束，将电压反向或撤去，吸附于电极表面的离子将返回溶液中，实现电极的循环再生。电极材料是CDI技术的关键组成部分，一般来说，电极材料应具有高导电性、良好的浸润性、高比表面积和较窄的孔径分布等特点。目前研究报道的CDI电极材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜的制备：将PAN溶于N，N‑二甲基甲酰胺中，得到PAN溶液，将CNT分散液与PAN溶液混合均匀，将得到的CNT/PAN分散液作为注射液，利用静电纺丝法制得CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜；（2）PANI/CNT/PAN纳米纤维膜的制备：将过硫酸铵加入盐酸溶液中制得引发剂，将步骤（1）制得的CNT/PAN纳米纤维膜置于盐酸溶液中，加入苯胺，分散均匀后加入引发剂引发聚合，聚合反应后取出产物，用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到PANI/CNT/PAN纳米纤维膜；（3）PB/PANI/CNT纳米纤...

【技术特征摘要】
1.一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜的制备：将PAN溶于N，N-二甲基甲酰胺中，得到PAN溶液，将CNT分散液与PAN溶液混合均匀，将得到的CNT/PAN分散液作为注射液，利用静电纺丝法制得CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜；（2）PANI/CNT/PAN纳米纤维膜的制备：将过硫酸铵加入盐酸溶液中制得引发剂，将步骤（1）制得的CNT/PAN纳米纤维膜置于盐酸溶液中，加入苯胺，分散均匀后加入引发剂引发聚合，聚合反应后取出产物，用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到PANI/CNT/PAN纳米纤维膜；（3）PB/PANI/CNT纳米纤维膜的制备：将步骤（2）制得的PANI/CNT/PAN纳米纤维膜置于氯化铁溶液，缓慢加入铁氰化钾溶液进行反应；将所得产物用去离子水和丙酮反复清洗后，真空干燥得到PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维膜；将得到的PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维膜置于DMF中反复清洗，溶去PAN，得到PB/PANI/CNT中空纳米纤维膜；（4）EDI电极的制备：将步骤（3）制得的PB/PANI/CNT中空纳米纤维膜为EDI负极活性材料，以活性炭为EDI正极活性材料，以聚偏氟乙烯为粘结剂，以导电炭黑为导电剂，加入N-甲基吡咯烷酮反复研磨至浆状物，均匀涂覆于石墨片上，制得EDI电极。2.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述PAN与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1:2.5~3.5，CNT/PAN溶液中CNT浓度为10~20wt%，CNT分散液的浓度为25~35wt%，PAN浓度为20~30wt%，CNT分散液与PAN溶液的体积比为0.9~1.1:1。3.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：施文慧，刘晓悦，沈江南，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33