一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及电化学脱盐技术领域，为解决传统含Bi的CDI电极材料在电容去离子中脱盐量、倍率性能和循环稳定性较低的问题，提供了一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料及其制备方法、应用，所述Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料由N掺杂MOF衍生多孔碳球表面负载纳米级金属Bi颗粒制得。本发明专利技术的Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料通过MOF衍生碳上锚定纳米级别的金属Bi颗粒，可以有效的缓解在氧化还原过程中的Bi的体积膨胀问题，增强了电极材料的稳定性，并减轻了电极粉化现象；制备过程简易，原料来源广泛，价格低廉，生产成本低，易于产业化。

【技术实现步骤摘要】
一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料及其制备方法、应用
本专利技术涉及电化学脱盐
，尤其涉及一种Bi/MOF衍生多孔复合材料及其制备方法、应用。
技术介绍
目前，随着全球范围类的人口急剧增长，人类正面临着对淡水需求量激增等问题。全球98%以上的水资源都是不可被直接利用的海水或苦咸水，研究人员通过对海水淡化技术的研究，来解决淡水资源问题是非常有前景的发展方向。近些年，反渗透、热蒸馏和电渗析等技术都已得到不断开发，可以在工业规模上有效地淡化海水。然而，这些技术的高昂的设备成本与高能耗阻碍了其可持续化发展。随着社会发展与需求，迫切需要开发一种能耗低、成本低、易小型化和环境友好的新型脱盐技术。电容去离子（CDI）作为新兴的海水淡化技术，它具有环境友好和能耗低、小型化等优点。与传统的热蒸馏和反渗透、电渗析技术不同，CDI技术可直接在低可逆电压(通常小于2V)下去除水中的盐离子，而不需要高温高压等条件。因此具有低能耗，环境友好和低经济成本等优点。CDI技术的基本原理是将电场施加到两个平行相对的多孔电极两端，溶液中的阴阳离子在电场作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料，其特征在于，所述Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料由N掺杂MOF衍生多孔碳球表面负载纳米级金属Bi颗粒制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料，其特征在于，所述Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料由N掺杂MOF衍生多孔碳球表面负载纳米级金属Bi颗粒制得。


2.一种如权利要求1所述的Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将金属盐加入到第一混合溶剂中得金属盐溶液，经一次水热反应得金属氧化物；
（2）将步骤（1）制得的金属氧化物分散于第二混合溶剂中得金属氧化物溶液，在金属氧化物溶液中加入含氮配体，经二次水热反应得N掺杂金属氧化物/MOF复合材料；
（3）将步骤（2）制得的N掺杂金属氧化物/MOF复合材料高温退火得到N掺杂MOF衍生多孔碳化物；
（4）将步骤（3）制得的N掺杂MOF衍生多孔碳化物分散于去离子水中加入氧化铋，加热反应，然后加入还原剂，进行还原反应，即得Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料。


3.根据权利要求2所述的一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，分散于去离子水中之前，先将N掺杂MOF衍生多孔碳化物浸没在4~5mol/L硝酸中进行亲水化处理。


4.根据权利要求2或3所述的一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述金属盐溶液的浓度为0.04~0.05mol/L；所述金属盐为锌盐或铁盐；所述第一混合溶剂由三乙醇胺与去离子水按照体积比1：（5~7）的混合制得；一次水热反应温度为140~170℃，时间为2~3h。


5.根据权利要求2或3所述的一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述金属氧化物溶液的浓度为0.04~0.05mol/L；所述第二混合溶剂由二甲基甲酰胺与去离子...

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