[发明专利]一种金属-有机框架/聚吡咯杂化导电电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属‑有机框架/聚吡咯杂化导电电极的制备方法，属于电容脱盐电极材料制备领域。所述方法包括以下步骤：将金属盐分散到聚吡咯纳米管溶液中得到聚吡咯纳米管金属盐混合溶液；将所述聚吡咯纳米管金属盐混合溶液与有机配体溶液混合、静置得到电极材料。本发明所提供的制备方法工艺简单易行，条件温和，可用于大规模生产。

技术领域

本发明涉及电容脱盐电极制造技术领域，具体涉及一种金属-有机框架/聚吡咯杂化导电电极的制备方法。

背景技术

电容脱盐技术，即电容去离子技术，又称电吸附，它具有脱盐效率高、低能耗、环境友好等优点，是近几十年随着新材料技术的发展而日益广受重视的新型咸水淡化技术。

目前，全球约有十分之一的人口无法获得洁净的饮用水，且新世纪以来，水资源短缺问题愈演愈烈。全面转变水资源的利用方式，积极开发利用再生水、矿井水、海水等非常规水源已经迫在眉睫。传统的咸水淡化技术，如反渗透、电渗析和离子交换等技术，由于其本身不可忽视的高能耗及低效率等问题，已经不能满足人类集约型社会发展的要求。电容脱盐技术的出现弥补了传统海水淡化技术的缺陷，使低能耗，高效率的脱盐技术有了实现的可能性。因此，大力深入开展基于新型多孔材料电极的电容脱盐技术的基础理论和实际应用研究，不仅有重要的科学价值，更重要的是在人类社会发展中有着可预见的广阔应用前景和现实意义。

一般来说, 电容脱盐技术主要利用表面双电层进行电容吸附去除水中带电离子，因此电容脱盐电极的性能主要与电极活性材料的比表面积、孔体积、导电性等因素有关。目前报道的电容脱盐活性电极材料主要为多孔碳材料，比如活性炭、碳气凝胶、介孔碳、碳纳米管和石墨烯等。尽管已取得了一些成效，但是由于碳材料在其制备过程中比表面积的不可控性，且长循环运行过程中的副反应会大大缩短碳电极的使用寿命，严重影响了电容脱盐技术的实际应用推广。因此，发展具有可控制比表面积、高循环稳定性的新型电容脱盐电极是解决上述问题的关键。金属‒有机框架材料因其孔隙率高、孔径可控等优点，被应用到国民生产的各个领域。但由于金属‒有机框架材料本身导电性很低，严重限制了其在电容脱盐领域的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金属-有机框架/聚吡咯杂化导电电极的制备方法，以解决现有技术中存在的材料导电性很低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

一种金属-有机框架/聚吡咯杂化导电电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将金属盐分散到聚吡咯纳米管溶液中得到聚吡咯纳米管金属盐混合溶液；

将所述聚吡咯纳米管金属盐混合溶液与有机配体溶液混合、静置得到电极材料。

进一步的，所述聚吡咯纳米管与金属盐的质量比为1：10-15；

所述有机配体溶液与聚吡咯纳米管金属盐混合溶液的体积比为1:1。

进一步的，所述金属盐为钴金属盐、锌金属盐、镍金属盐、铜金属盐或锆金属盐；

所述钴金属盐为六水合硝酸钴、硫酸钴、草酸钴、氯化钴、溴化钴或碘化钴；

所述锌金属盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、醋酸锌、草酸锌、溴化锌或碘化锌；

所述镍金属盐为硫酸镍、羰基镍或硝酸镍；

所述铜金属盐为五水合硫酸铜、氯化铜或硝酸铜；

所述锆金属盐为氯化锆、硫酸锆或硝酸锆；

所述有机配体溶液中的有机配体为咪唑、甲基咪唑、2-甲基咪唑、乙基咪、对苯二甲酸、均苯三甲酸、反丁烯二酸、2, 5-二羟基对苯二甲酸或六羟基三苯。

进一步的，所述电极材料具体的制备方法包括：