[发明专利]氢氧化钴空心立方体电极材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种氢氧化钴空心立方体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在搅拌的条件下将100mL二水合氯化铜溶液水浴加热至55℃得到溶液A；

(2)在搅拌的条件下向A溶液中逐滴加入10mL氢氧化钠得到溶液B；

(3)半小时后，向B溶液中逐滴加入10mL现配的抗坏血酸溶液得到溶液C；

(4)经过3小时的反应后，通过真空抽滤收集产物，用去离子水洗涤，60℃真空干燥5小时获得干燥氧化亚铜；

(5)将100mg氧化亚铜粉末溶于100mL去离子水和100mL乙醇的混合溶液，超声1小时后得到均匀的溶液D；

(6)向溶液D中加入6.6g聚乙烯基吡咯烷酮-K30，搅拌半小时后得到溶液E：

(7)向溶液E中加入65mg六水合氯化钴，搅拌半小时后得到溶液F；

(8)向溶液F中逐滴加入100mL硫代硫酸钠溶液；

(9)经过半小时的反应后，通过真空抽滤收集产物，用去离子水洗涤，40℃干燥12小时获得干燥产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，氯化铜溶液的浓度为0.01molL^-1。

3.一种如权利要求1至2任一所述的制备方法得到的氢氧化钴空心立方体材料。

4.根据权利要求3所述的氢氧化钴空心立方体材料，其特征在于：所述氢氧化钴空心立方体具有明显的空心结构，并且表面生长氢氧化钴纳米片阵列，尺寸为微米级。

5.如权利要求3所述的氢氧化钴空心立方体材料在杂化电容去离子技术中的应用，其特征在于，包括如下过程：

氢氧化钴空心立方体电极与活性炭电极的制备：

(1)将所述制得的氢氧化钴空心立方体材料按照质量比为8∶1∶1与PVDF，乙炔黑混合，加入适量NMP搅拌约6-12小时得到混合均匀的浆液，将浆液抹于石墨纸集电极上。真空60℃烘干即可得到氢氧化钴空心立方体电极；

(2)将活性炭按照质量比为8∶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；

电容去离子装置的组装：

(3)按照固定板、硅胶垫片、集电极、氢氧化钴空心立方体电极、有机玻璃集水槽、阳离子交换膜、隔膜、阴离子交换膜、活性炭电极、集电极、硅胶垫片、固定板的顺序依次组装在装置中进行脱盐性能测试。其中，有机玻璃集水槽为中空的板，开有进出水口，从而达到循环进水的目的；

脱盐性能测试：

(4)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；

(5)反接电源即可实现脱附的过程，操作与吸附一致。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述蠕动泵循环水流速为15ml/min。

7.根据权利要求5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585mg/L。

8.根据权利要求5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-1.6V～1.6V至-0.6V～0.6V；恒流电流密度范围为30mA/g～100mA/g。

9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：脱盐性能测试过程中，当吸附时，氢氧化钴空心立方体电极接负极吸附钠离子，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。