双离子脱盐电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双离子脱盐电极及其制备方法，采用MXene@NTO复合材料作为负极材料，采用NiCo‑Ox@石墨烯复合材料或竹笋叶炭化材料作为正极材料。所述MXene@NTO的组分为Ti3C2@Na4Ti5O12&Na4Ti9O20，其通过以下步骤制备：按照每0.1g MXene中至少加入NaOH溶液10ml的量，将MXene加入浓度为1～10mol/L的NaOH溶液中，在100～300℃温度下水热反应1～6h，静置自然冷却至常温；将所得反应产物过滤后，用去离子水洗涤至少2次，在30～80℃温度下真空干燥至少10h，得到MXene@NTO复合材料。本发明专利技术制备的脱盐电极具有孔隙结构规则、有效表面积高、脱盐量高、脱盐速率高和能耗低的脱盐性能，可应用于制备双离子电容脱盐电极，组装成双离子脱盐电池并应用于水环境处理，快速高效脱除水环境中的Na

Double ion desalination electrode and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
双离子脱盐电极及其制备方法
本专利技术属于双离子电容脱盐
，具体涉及一种双离子脱盐电极的制备方法。
技术介绍
随着人口的快速增长和工业化进程的不断扩大，淡水短缺已经成为对人类威胁最大的问题之一。海水和苦咸水的淡化是解决淡水供给的可行选择。海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。其中，蒸馏法能耗较高，反渗透膜法反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高。电容去离子技术(CDI)由于其较低的能耗和环境友好等优点，引起了人们对海水淡化潜在的兴趣。电容去离子(CapacitiveDeionization,CDI)，是一种基于双电层电容理论的水质淡化净化技术。其基本原理是在电极上施加低电压后，溶液中阳离子、阴离子或带电粒子在电场力和浓度梯度作用下分别向两极迁移，吸附于电极表面形成双电层，从而达到脱盐或净化的目的。目前常见的电容脱盐电极材料主要是由惰性高、比表面积大且容易量产的碳及其复合材料构成，包括：活性炭粉末、碳气凝胶、碳纳米管、石墨烯等。然而采用碳基电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双离子脱盐电极，其特征在于，采用MXene@NTO复合材料作为负极材料，所述MXene@NTO的组分为Ti3C2@Na4Ti5O12&Na4Ti9O20。

【技术特征摘要】
1.一种双离子脱盐电极，其特征在于，采用MXene@NTO复合材料作为负极材料，所述MXene@NTO的组分为Ti3C2@Na4Ti5O12&Na4Ti9O20。2.根据权利要求1所述的双离子脱盐电极，其特征在于，所述MXene@NTO复合材料通过以下步骤制备：按照每0.1gMXene中至少加入NaOH溶液10ml的量，将MXene加入浓度为1～10mol/L的NaOH溶液中，在100～300℃温度下水热反应1～6h，静置自然冷却至常温；将所得反应产物过滤后，用去离子水洗涤至少2次，在30～80℃温度下真空干燥至少10h，得到MXene@NTO复合材料。3.根据权利要求1所述的双离子脱盐电极，其特征在于，采用NiCo-Ox@石墨烯复合材料作为正极材料，所述NiCo-Ox@石墨烯复合材料通过以下步骤制备：按照摩尔比10：5：32称取六水合氯化镍、六水合氯化钴和六次甲基四胺并溶于30ml去离子水中，磁力搅拌15min；在混合液中加入氧化石墨烯，每30ml去离子水中加入氧化石墨烯的量为1～5ml，先搅拌1～3h，再超声1～3h，然后加热至100～200℃水热反应8～12h；将反应产物过滤，在温度为30～60℃下真空干燥至少6h，然后在N2气氛下煅烧得到NiCo-Ox@石墨烯复合材料。4.根据权利要求1所述的双离子脱盐电极，其特征在于，采用竹笋叶炭化材料作为正极材料，所述竹笋叶炭化材料通过以下步骤制备：将竹笋叶在80～120℃干燥12～24h，研磨后在400～1000℃温度下碳化1～10h；将碳化产物加入KOH溶液混匀，浸泡至少10h后过滤；将过滤所得固体干燥12～24h，再在400～1000℃温度下碳化1～10h，得到竹笋叶炭化材料。5.一种双离子脱盐电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将正极材料或负极材料、乙炔黑及聚四氟乙烯乳液按照质量比4：1：5混匀得到浆料，将浆料刮涂在碳电极上，在60～80℃温度下烘干，得到正极或负极，所述负极材料为MXene@NTO复合材料，所述MXene@NTO的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗民，杨顺，周瑞娟，郭晓旭，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：宁夏,64