一种电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备及其应用制造技术

本发明专利技术属于电容去离子脱盐技术领域，涉及一种电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备及其应用。制备包括：先将氧化石墨烯、过氧化氢和尿素通过一步水热法，制备氮掺杂三维石墨烯水凝胶；再将氮掺杂三维石墨烯水凝胶、碳纳米管和六水合硝酸锌分散在无水甲醇中，得到溶液A；将二甲基咪唑溶于无水甲醇中得到溶液B；随后将溶液B加入到溶液A中，充分搅拌静置，经过抽滤烘干后，得氮掺杂三维石墨烯/碳纳米管/ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备及其应用


[0001]本专利技术属于电容去离子脱盐
，尤其涉及到一种电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备及其应用。

技术介绍

[0002]目前，水污染已成为全球面临的生态威胁之一，可饮用水资源短缺严重影响着人类的生产和生活。因此，许多国家正积极开发苦咸水和海水等水资源淡化技术以生产可饮用的淡水。相比于反渗透、多级闪蒸和电渗析等技术，电容去离子(CDI)具有能耗低、环境友好和操作方便等优点，是目前在中/低浓度盐水淡化中最具发展前景的技术之一。CDI的工作原理为：具有一定盐离子浓度的水溶液经过一对平行的带有活性物质的碳电极时，施加在电极两对的正负电压(一般小于1.23V)使得水溶液中的盐离子朝着带相反电荷的电极方向移动，到达电极表面，由于活性物质内部具有孔隙结构，盐离子会被吸附在孔内而储存；当施加的电压反接或者电极短接时，原先被吸附的离子由于电荷同性相斥作用，从活性物质表面或者内部孔隙开始被排出，电极得到再生。
[0003]金属有机框架(MOF)材料具有结构可控、良好的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)含氧化石墨烯、过氧化氢和尿素的均匀混合物通过水热反应制备氮掺杂三维石墨烯水凝胶；(2)将步骤(1)中的氮掺杂三维石墨烯水凝胶与碳纳米管、水溶性硝酸盐按照一定质量比加入到无水甲醇中，搅拌均匀后静置使得充分反应，得到溶液A；将设定质量的二甲基咪唑加入到无水甲醇中，得到溶液B；(3)将步骤(2)中的溶液B加入溶液A中，经搅拌后抽滤，真空干燥，得到氮掺杂三维石墨烯/碳纳米管/ZIF
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8复合材料前驱体；(4)将步骤(3)中的氮掺杂三维石墨烯/碳纳米管/ZIF
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8复合材料前驱体在惰性气氛保护下煅烧得到衍生碳，再用硝酸对衍生碳氧化刻蚀，真空干燥后，得到石墨烯基三元复合多孔碳电极材料。2.根据权利要求1所述的电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，过氧化氢为30wt％的水溶液，氧化石墨烯、过氧化氢与尿素的质量比为1：0.02：2～10，水热反应温度180～200℃。3.根据权利要求1所述的电容去离子用石墨烯基三元复合多孔碳电极材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)具体步骤为，将质量比为1：0.02:5的氧化石墨烯、过氧化氢和尿素加入到去离子水中，超声震荡至混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦春，龚天阳，王然，刘石，李炳健，周银杰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：