[发明专利]一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法

权利要求书

1.一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜的制备：将PAN溶于N，N-二甲基甲酰胺中，得到PAN溶液，将CNT分散液与PAN溶液混合均匀，将得到的CNT/PAN分散液作为注射液，利用静电纺丝法制得CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜；

（2）PANI/CNT/PAN纳米纤维膜的制备：将过硫酸铵加入盐酸溶液中制得引发剂，将步骤（1）制得的CNT/PAN纳米纤维膜置于盐酸溶液中，加入苯胺，分散均匀后加入引发剂引发聚合，聚合反应后取出产物，用去离子水和乙醇清洗后烘干，得到PANI/CNT/PAN纳米纤维膜；

（3）PB/PANI/CNT纳米纤维膜的制备：将步骤（2）制得的PANI/CNT/PAN纳米纤维膜置于氯化铁溶液，缓慢加入铁氰化钾溶液进行反应；将所得产物用去离子水和丙酮反复清洗后，真空干燥得到PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维膜；将得到的PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维膜置于DMF中反复清洗，溶去PAN，得到PB/PANI/CNT中空纳米纤维膜；

（4）EDI电极的制备：将步骤（3）制得的PB/PANI/CNT中空纳米纤维膜为EDI负极活性材料，以活性炭为EDI正极活性材料，以聚偏氟乙烯为粘结剂，以导电炭黑为导电剂，加入N-甲基吡咯烷酮反复研磨至浆状物，均匀涂覆于石墨片上，制得EDI电极。

2.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述PAN与N，N-二甲基甲酰胺的质量比为1:2.5~3.5，CNT/PAN溶液中CNT浓度为10~20wt%，CNT分散液的浓度为25~35wt%，PAN浓度为20~30wt%，CNT分散液与PAN溶液的体积比为0.9~1.1:1。

3.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述静电纺丝操作条件：湿度为35~45%，电压为14~18kV，喷丝口和接收板间的距离为12~18cm，注射速度为0.2~0.4mL/h。

4.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述盐酸溶液的浓度为0.5~1.5mol/L，过硫酸铵与苯胺的摩尔比为0.95~1.05:1，苯胺与盐酸溶液的体积比为0.045~0.047:1。

5.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述CNT/PAN纳米纤维膜与盐酸溶液的面积体积比为4×4~5×5cm²:20mL。

6.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述含有CNT/PAN纳米纤维膜的盐酸溶液与引发剂的体积比为1:0.95~1.05，聚合反应时间为15~25min。

7.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述铁氰化钾溶液和氯化铁溶液中Fe³⁺浓度为0.010~0.015mol/L。

8.如权利要求7所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：所述氯化铁溶液与铁氰化钾溶液的体积比为3~5:2。

9.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述反应在油浴中进行，反应温度为55~65℃，反应时间为5~7h；干燥温度为40~80℃，干燥时间为9~15h。

10.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，其特征在于：步骤（4）中，负极活性材料或正极活性材料与粘结剂、导电剂的质量比为7~8:1~1.5:1.5，负极活性材料或正极活性材料与N-甲基吡咯烷酮的质量体积比为1g:8~10mL，按石墨片面积为3×3cm²计，所述浆状物的涂覆量为7~13mg。