[发明专利]三维铁氰化铜复合聚吡咯/聚乙烯醇导电水凝胶材料制备方法及应用

权利要求书

1.一种三维铁氰化铜复合聚吡咯/聚乙烯醇导电水凝胶材料在杂化电容去离子技术中的应用，其特征在于，

制备包括如下步骤：

（1）配置透明聚乙烯醇水溶液，在水浴加热条件下不断搅拌；所述聚乙烯醇水溶液中，其浓度为0.06-0.12g/mL；

（2）向所述聚乙烯醇水溶液依次加入吡咯、过硫酸铵得到第一混合溶液；所述吡咯体积为0.5-1.0mL，过硫酸铵的浓度为0.025-0.5g/mL。

（3）在硝酸铜水溶液内加入聚乙烯吡咯烷酮，得到第二混合溶液；所述硝酸铜浓度为7.5-19mg/mL，聚乙烯吡咯烷酮浓度为0.5-2g；

（4）将所述第二混合溶液滴入所述第一混合溶液内，得到第三混合液；

（5）向上述第三混合液中加入铁氰化钾溶液，得到铁氰化铜复合聚乙烯醇及聚吡咯的混合溶液；

（6）将所述铁氰化铜复合聚乙烯醇及聚吡咯的混合溶液在通过反复液氮冷冻解冻得到普鲁士蓝类似物复合导电聚合物水凝胶（铁氰化铜复合聚乙烯醇及聚吡咯）三维导电水凝胶；

步骤（5）中，所属铁氰化钾浓度为6.6-16.5 mg/mL；

步骤（3）和步骤（5）中，所述硝酸铜和铁氰化钾摩尔比为2：1；

步骤（6）中，所述液氮冷冻时间为30min-60min，解冻可自然降温12h或水热20-30℃降温30min，反复次数为5-10次；

三维铁氰化铜复合聚吡咯/聚乙烯醇导电水凝胶材料在杂化电容去离子技术中的应用，包括如下过程：

三维铁氰化铜复合聚吡咯/聚乙烯醇导电水凝胶材料与活性炭电极的制备：

（1）将三维铁氰化铜复合聚吡咯/聚乙烯醇导电水凝胶材料以10MPa的压力直接压覆在集电极石墨纸的表面，约5min后即可制得电极薄膜；

（2）将活性炭按照质量比为8-10：1：1与PVDF，乙炔黑混合搅拌约6-12小时得到混合均匀的浆液，将浆液涂抹于石墨纸集电极上，真空60℃烘干，即可得到活性炭电极；

为了表征材料的脱盐性能，将合成的材料组装入杂化电容去离子装置中，并进行如下测试：

（3）杂化电容去离子装置组装完毕后，将其接入脱盐流程中，脱盐流程采用氯化钠集水池、蠕动泵、杂化电容去离子装置、电导率仪执行，各器件通过软管连接；工作时，蠕动泵将氯化钠盐水从氯化钠集水池中以一定的速率输入通电的杂化电容去离子装置，吸附后，循环回到氯化钠集水池测试电导率仪；

（4）反接电压即可实现脱附的过程，操作与吸附一致。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述蠕动泵循环水流速为15mL/min-50mL/min。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：脱盐性能测试过程中的进水浓度为500mg/L-1500 mg/L。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：脱盐性能测试过程中的循环再生条件为：电压范围为-0.8V~0.8V至-1.2V~1.2V；恒流电流密度范围为10mA/g~100mA/g。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：脱盐性能测试过程中，当吸附时，三维铁氰化铜复合聚吡咯/聚乙烯醇导电水凝胶材料接负极吸附钠离子，活性炭电极接正极吸附氯离子；反接电压则即可到脱附的目的。