【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料及其制备方法
[0001]本专利技术属于复合功能材料
,具体涉及一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]电容去离子(CDI)是一种近些年来新兴的脱盐技术,由于其常温常压操作、器件简单、成本低、具有离子选择性等潜在优势,引起了国内外越来越多研究者的关注,然而,普通 CDI 技术的循环稳定性不足和电荷效率偏低的问题一直以来都是阻碍CDI进一步发展及商业化的重大问题。近年来,石墨烯被用作 CDI 的电极材料并引起广泛关注。石墨烯具有较高的电导率,可以减少对导电添加剂的需求,并且其二维分层碳结构使其具有较高的比表面积,为离子提供大量的吸附位点,有利于提升离子的去除率。目前绝大数的CDI电极材料通过将石墨烯基材料与粘结剂和导电剂复合调制成浆料,然后通过涂覆的方法制备,该生产工艺较为复杂,不利于不规则和大面积的电极材料的制备,生产成本也因此提高,应用商业生产的难度较大。因此本专利技术的目的就是利用玻璃纤维滤膜和石墨烯和光催化前驱体进行有机结合原位生长,提供一种能够裁剪,有害离子去除率高,利用光催化技术可循环脱附再生的石墨烯复合光催化颗粒的导电玻璃纤维电极材料的制备方法。
技术实现思路
[0003]针对目前现有技术的CDI电极材料的性能与孔隙率、电导率、亲水性和电化学稳定性有关。在选择具有最佳CDI性能的电极材料时,应从多方面因素考虑。利用玻璃纤维的亲水性和过滤性能、石墨烯基优异的导电性能和绿色光催化纳米材料的脱附再生性能,实现CDI电极材 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料及其制备方法,其特征在于,所述石墨烯复合光催化颗粒的玻璃纤维电容去离子电极材料组成为:3~7 wt%石墨烯纳米材料,4~8 wt%光催化颗粒,3~9 wt%粘结体系,其余组分为超细玻璃纤维棉。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述超细玻璃纤维棉组成为:SiO2:56.5~65.5 wt%,Al2O3:3~8 wt%,MgO:4.5~8.5 wt%,CaO:1.5~4.5 wt%,B2O3:3~6 wt%,Fe2O3+ZnO+BaO:4.5~5.5 wt%,碱金属氧化物R2O(Na2O+K2O):8~9.5 wt%。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述超细玻璃纤维棉的纤维直径正态分布于0.6~4 μm之间,平均纤维直径为2.2 μm,超细玻璃纤维棉的纤维长度正态分布于15~30 mm,平均纤维长度为20 mm。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述电极材料主体为超细玻璃纤维棉,通过在纤维表面形成纳米粘结体系层和原位生长形成的石墨烯和纳米光催化颗粒的复合结构。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述超细玻璃纤维棉构成三维网状多孔结构,不同直径的超细玻璃纤维交叉重叠。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述粘结体系由粘结剂按照不同比例混合组成。7.根据权利要求1所述的粘结体系,其特征在于所述粘结剂为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液、尿素改性酚醛树脂、聚氨酯改性酚醛树脂和三聚氰胺改性酚醛树脂中的一种或几种,质量占石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料总质量的3~9 wt%。8.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述光催化材料为氧化锌、氧化钛等光催化再生材料,质量占石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料总重量的4~8 wt%。9.根据权利要求1所述的石墨烯类材料,其特征在于,质量占石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料总重量的3~7 wt%。10.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述石墨烯复合光催化材料在超细玻璃纤维上紧密均匀分布。11.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述石墨烯复合光催化材料通过原位生长化学键合引入到超细玻璃纤维上。12.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料,其特征在于,所述石墨烯材料负载具有超细玻璃纤维的三维多孔结构,具备低电压电吸附去除有害离子及水过滤性能。13.一种石墨烯复合光催化玻璃纤维电极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,称取碳源和纳米光催化材料溶解在超纯水中,配置为6~8 mg/L的石墨烯基前驱体溶液;步骤2,选择两种及以上不同直径的超细玻璃纤维棉,通过纤维解离器将选取的超细玻璃纤维棉进行搅打和分散成均匀的浆料;步骤3,将浆料输送至成型造纸机进行湿法成型,然后进行酸洗和清洗,再进行烘干处
理;步骤4,将酸洗烘干制得的玻璃纤维材料放入步骤1中的石墨烯前驱体溶液中进行原位合成处理,使得葡萄糖等碳源原位生长成为石墨烯基材料均匀附着在玻璃纤维滤膜的每一根超细玻璃纤维上;步骤5,将上述玻璃纤维湿纸浸渍于粘结体系中,烘...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾和平,翟福强,胡梦云,李璐,罗永以,
申请(专利权)人:华东师范大学重庆研究院上海朗研光电科技有限公司华东师范大学重庆文理学院,
类型:发明
国别省市:
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