[发明专利]一种MnO2复合多孔炭材料电极及其在电容去离子脱盐中的应用

权利要求书

1.一种MnO₂复合多孔炭材料电极，其特征在于：所述电极是将MnO₂复合多孔炭材料粘结在集流材料上所得，其中，所述MnO₂复合多孔炭材料由多孔炭材料及分布于内部孔道及表面的MnO₂赝电容材料组成。

2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：所述MnO₂复合多孔炭材料按下述方法制得：

S1，将70mL乙醇、10mL水和3mL质量分数为25％的氨水混合搅拌15min，随后将3.46mL硅酸四丙酯增加到上述混合溶液中搅拌15min；然后将0.4g间苯二酚和0.56mL质量分数为37％的甲醛溶液加入上述溶液中，搅拌24小时后过滤，并用甲醇、水清洗干燥；再将过滤物置于700℃管式炉中炭化后，用5％的HF反应去除二氧化硅得到多孔炭；

S2，将80g多孔炭分散于640g质量分数为10％的高锰酸钾水溶液中，70℃下搅拌24小时，过滤洗涤后即可得到MnO₂复合多孔炭电极材料。

3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：利用粘结剂将MnO₂复合多孔炭材料粘结在集流材料，其中，所述集流材料为石墨片、钛片及其制品、不锈钢片及制品；所述粘结剂为聚四偏氟乙烯，或聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯吡咯烷酮的混合物。

4.一种非膜电容去离子脱盐模块，其特征在于：所述模块包括两个端板和两个电极，其中，

两个相对设置的端板，两个相同尺寸的端板的四周边缘处利用密封材料相互密封固定；两个相对设置且两者间具有间隔的平面电极，两个电极位于两个端板之间，两个电极间不设置离子交换膜，其中，

一个电极I采用权利要求1～3任一项所述的MnO₂复合多孔炭材料的电极；另一个电极II为正电荷修饰的炭材料电极，所述电极II是将正电荷修饰的炭材料粘结在集流材料上所得。

5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于：所述正电荷修饰的炭材料为经均聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚四乙烯基吡啶处理的多孔炭碳材料，其上富含正电荷。

6.根据权利要求4所述的模块，其特征在于：利用粘结剂将正电荷修饰的炭材料粘结在集流材料，其中，所述集流材料为石墨片、钛片及其制品、不锈钢片及制品；所述粘结剂为聚四偏氟乙烯，或聚乙烯醇缩丁醛与聚乙烯吡咯烷酮的混合物。

7.根据权利要求6所述的模块，其特征在于：所述的MnO₂复合多孔炭材料与正电荷修饰的炭材料的质量比为2：1～1：2，优选为2：1，1：1或1：2。

8.一种电容去离子脱盐方法，其特征在于：所述方法于权利要求4～7任一项所述的非膜电容去离子脱盐模块进行或于由单一脱盐模块并联或串联组成的模块组中进行，具体为：使待处理的盐溶液由一个端板流入模块，并由另一端板流出模块，同时，对电极I施加负电压，对电极II施加正电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述方法包括模块再生的步骤：使去离子水由一个端板流入模块，并由另一端板流出模块，同时，对电极I施加正电压，对电极II施加负电压。