一种MnO2复合多孔炭材料电极及其在电容去离子脱盐中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种MnO2复合多孔炭材料电极及其在电容去离子脱盐中的应用，属于水处理技术领域。一种MnO2复合多孔炭材料电极，所述电极是将MnO2复合多孔炭材料粘结在集流材料上所得，其中，所述MnO2复合多孔炭材料由多孔炭材料及分布于内部孔道及表面的MnO2赝电容材料组成。将上述MnO2复合多孔炭材料电极用于电容去离子脱盐模块，另一个电极采用正电荷修饰的炭材料电极，所述电极II是将正电荷修饰的炭材料粘结在集流材料上所得。本发明专利技术的最大效益是可以有效地避免阳极氧化所导致的同性离子排斥效应，同时可以得到较大的电吸附容量以及较快的吸附再生时间。这些优点使本发明专利技术的电极材料及其操作方法具有很好的应用前景。

A MnO_2 Composite Porous Carbon Material Electrode and Its Application in Capacitance Deionization

The invention relates to a MnO 2 composite porous carbon material electrode and its application in capacitive deionization desalination, belonging to the technical field of water treatment. A manganese dioxide composite porous carbon material electrode is obtained by bonding the manganese dioxide composite porous carbon material onto the collector material. The manganese dioxide composite porous carbon material is composed of porous carbon material and manganese dioxide pseudocapacitor material distributed in the inner pore channel and the surface. The MnO 2 composite porous carbon material electrode is used in the capacitive deionization desalination module, and the other electrode is a positive charge modified carbon material electrode. The electrode II is obtained by bonding the positive charge modified carbon material onto the collector material. The maximum benefit of the present invention is to effectively avoid the same ion repulsion effect caused by anodic oxidation, and to obtain a larger electroadsorption capacity and a faster adsorption regeneration time. These advantages make the electrode material and the operation method of the invention have good application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种MnO2复合多孔炭材料电极及其在电容去离子脱盐中的应用
本专利技术涉及一种MnO2复合多孔炭材料电极及其在电容去离子脱盐中的应用，属于水处理

技术介绍
电容去离子脱盐技术(CapacitiveDeionization,CDI)的性能在很大程度上取决于其电极材料，理想的CDI电极材料应该具备高比表面积、高导电、快速的离子吸脱附响应、良好的化学及电化学稳定性、易于制备和组装以及抗污染等性质。目前被广泛研究的CDI电极材料主要为碳材料以及碳基复合材料，包括活性炭、碳气凝胶、碳化物衍生炭、有序介孔炭材料、碳纳米管、石墨烯、金属有机骨架材料衍生炭等。炭材料基于其发达的孔结构、较高的导电性以及良好的化学、电化学稳定性，而被研究人员视为良好的CDI电极材料。然而同名离子排斥效应会影响电极的脱盐性能。通常情况下，在没有电场力时电极可以同时吸收溶液中的阴离子和阳离子。当给电极施加一个电场时，阳离子会被吸附到阴极的表面，但是同时之前电极吸附的阴离子(同名离子)会被排斥到溶液中，相似的情况在阳极也会发生，即同名离子排斥效应。同名离子排斥效应会降低净盐移除率。膜电容去离子技术(membrane本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MnO2复合多孔炭材料电极，其特征在于：所述电极是将MnO2复合多孔炭材料粘结在集流材料上所得，其中，所述MnO2复合多孔炭材料由多孔炭材料及分布于内部孔道及表面的MnO2赝电容材料组成。

【技术特征摘要】
1.一种MnO2复合多孔炭材料电极，其特征在于：所述电极是将MnO2复合多孔炭材料粘结在集流材料上所得，其中，所述MnO2复合多孔炭材料由多孔炭材料及分布于内部孔道及表面的MnO2赝电容材料组成。2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：所述MnO2复合多孔炭材料按下述方法制得：S1，将70mL乙醇、10mL水和3mL质量分数为25％的氨水混合搅拌15min，随后将3.46mL硅酸四丙酯增加到上述混合溶液中搅拌15min；然后将0.4g间苯二酚和0.56mL质量分数为37％的甲醛溶液加入上述溶液中，搅拌24小时后过滤，并用甲醇、水清洗干燥；再将过滤物置于700℃管式炉中炭化后，用5％的HF反应去除二氧化硅得到多孔炭；S2，将80g多孔炭分散于640g质量分数为10％的高锰酸钾水溶液中，70℃下搅拌24小时，过滤洗涤后即可得到MnO2复合多孔炭电极材料。3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：利用粘结剂将MnO2复合多孔炭材料粘结在集流材料，其中，所述集流材料为石墨片、钛片及其制品、不锈钢片及制品；所述粘结剂为聚四偏氟乙烯，或聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯吡咯烷酮的混合物。4.一种非膜电容去离子脱盐模块，其特征在于：所述模块包括两个端板和两个电极，其中，两个相对设置的端板，两个相同尺寸的端板的四周边缘处利用密封材料相互密封固定；两个相对设置且两者间具有间隔的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，李长平，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44