【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电容脱盐电极材料，尤其涉及一种双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、快速的工业化和人口增长导致淡水资源缺乏，纳滤、反渗透、多级闪蒸和电渗析等技术已经应用于海水、苦咸水的淡化。但是这些方法存在能耗高、工艺复杂、二次污染等问题。电容去离子(cdi)技术是一种新型的脱盐技术，因具有水回收率高、能耗低、环境友好等特点，使其成为一种极具应用前景的海水淡化技术。通过对cdi装置施加外部电场，将盐离子吸附在电极和盐溶液界面的电双层来实现溶液中盐离子的去除。
2、电容脱盐技术的脱盐性能，包括脱盐量、脱盐效率、电荷效率和循环寿命，受电极材料特性、脱盐单元结构设计和操作条件等各种因素的影响，其中电极材料是影响cdi脱盐性能的关键性因素。专利cn110451615b公开了一种金属-有机框架碳纳米管杂化脱盐电极的制备方法，首先将钴金属盐和羧基化的碳纳米管及其有机配体溶液混合后，经离心洗涤干燥得到杂化电极材料，然后利用该改料制备杂化脱盐电极，脱盐能力最高可达18.04mg/g。因此，研究一种双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料及其制备方法，将其制成电容型脱盐电极，具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中脱盐电极脱盐能力低的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种双配体镍基金属有机框
4、(1)将六水合硝酸镍、3,5-吡唑二甲酸和n,n-二甲基甲酰胺混合，得到混合溶液a；
5、(2)将对苯二甲酸和n,n-二甲基甲酰胺混合，得到混合溶液b；
6、(3)将混合溶液a和混合溶液b混合后进行溶剂热反应，得到双配体镍基金属有机框架；
7、(4)将双配体镍基金属有机框架顺次进行一次碳化、二次碳化，得到双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料。
8、作为优选，所述步骤(1)中，六水合硝酸镍和3,5-吡唑二甲酸的摩尔比为6～10：1～3；所述六水合硝酸镍和n,n-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为6～10mmol：100～200ml。
9、作为优选，所述3,5-吡唑二甲酸和对苯二甲酸的摩尔比为1～3：2～5。
10、作为优选，所述步骤(2)中，对苯二甲酸和n,n-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为2～5mmol：30～70ml。
11、作为优选，所述步骤(3)中，溶剂热反应的温度为130～160℃，溶剂热反应的时间为14～16h。
12、作为优选，所述步骤(4)中，一次碳化的温度为200～300℃，一次碳化的时间为1～3h。
13、作为优选，所述步骤(4)中，二次碳化的温度为600～700℃，二次碳化的时间为6～10h。
14、本专利技术还提供一种上述制备方法制得的双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料。
15、本专利技术还提供一种上述双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料在电容型脱盐电极中的应用，将双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液混合后涂覆在导电基底上，即可得到电容型脱盐电极。
16、作为优选，所述双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液的质量比为8：0.5～1.5：0.5～1.5。
17、本专利技术的有益效果：
18、(1)本专利技术采用3,5-吡唑二甲酸和对苯二甲酸作为配体，制成了双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料，制备方法简单，反应过程易于控制。
19、(2)本专利技术将3,5-吡唑二甲酸和对苯二甲酸作为双配体，显著提高了镍基金属有机框架衍生碳电极材料的电吸附量。
20、(3)本专利技术将碳化过程分两步进行，并通过控制碳化温度，制得电吸附量更高的双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料。
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1.一种双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，六水合硝酸镍和3,5-吡唑二甲酸的摩尔比为6～10：1～3；所述六水合硝酸镍和N,N-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为6～10mmol：100～200mL。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述3,5-吡唑二甲酸和对苯二甲酸的摩尔比为1～3：2～5。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对苯二甲酸和N,N-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为2～5mmol：30～70mL。
5.根据权利要求1或2或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，溶剂热反应的温度为130～160℃，溶剂热反应的时间为14～16h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，一次碳化的温度为200～300℃，一次碳化的时间为1～3h。
7.根据权利要求1或4或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，二次碳化的温度为600～7
8.权利要求1～7任意一项所述的制备方法制得的双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料。
9.权利要求8所述的双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料在电容型脱盐电极中的应用，其特征在于，将双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液混合后涂覆在导电基底上，即可得到电容型脱盐电极。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯乳液的质量比为8：0.5～1.5：0.5～1.5。
...【技术特征摘要】
1.一种双配体镍基金属有机框架衍生碳电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，六水合硝酸镍和3,5-吡唑二甲酸的摩尔比为6～10：1～3；所述六水合硝酸镍和n,n-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为6～10mmol：100～200ml。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述3,5-吡唑二甲酸和对苯二甲酸的摩尔比为1～3：2～5。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对苯二甲酸和n,n-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为2～5mmol：30～70ml。
5.根据权利要求1或2或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，溶剂热反应的温度为130～160℃，溶剂热反应的时间为14～16h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：翟丽军，张翠红，张胜健，张婕，
申请(专利权)人：太原工业学院，
类型：发明
国别省市：
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