[发明专利]一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料及其制备方法与在电容脱盐除氟中的应用

权利要求书

1.一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，该锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料作为电极材料，用于电容脱盐处理水体中的氟离子；

所述的锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的制备方法包括将锰源与氮磷双掺杂多孔碳材料于溶剂中混合均匀，再经过干燥与晶化过程后，即得到所述的锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料；

其中，所述的氮磷双掺杂多孔碳材料的制备方法包括以下步骤：

S1，向水中加入植酸与吡咯并超声分散，形成混合溶液；

S2，将混合溶液与过硫酸铵溶液在冰浴环境中混合并静置，之后再依次经过洗涤、干燥、碳化过程后，得到碳化产物；

S3，将碳化产物与氢氧化钾混合研磨，之后再依次经过碳化、洗涤、干燥后，即得到所述的氮磷双掺杂多孔碳材料；

所述的晶化过程在惰性气体氛围中进行，晶化条件包括：升温速率为5-10℃/min，保温温度为300-400 ℃，保温时间为2-3 h。

2.根据权利要求1所述的一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，所述的锰源包括醋酸锰、碳酸锰或硝酸锰中的至少一种，所述的溶剂包括乙醇或水；所述的锰源与氮磷双掺杂多孔碳材料的质量比为1:(5-20)。

3.根据权利要求1所述的一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，步骤S1中，所述的植酸以50-70 wt%植酸溶液的形式加入，所述的植酸溶液、吡咯及水的体积比为1:(0.5-1.5):(25-35)；

步骤S2中，所述的过硫酸铵的加入量为(3.0-3.5) g/mL吡咯；

步骤S3中，所述的碳化产物与氢氧化钾的质量比为1:(2-4)。

4.根据权利要求1所述的一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，步骤S2与步骤S3中，碳化过程均在惰性气体氛围中进行，且碳化条件均包括：升温速率为3-8℃/min，保温温度为600-800℃，保温时间为3-6 h。

5.根据权利要求1所述的一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，所用电容脱盐电极的制备方法包括：将电极材料、导电剂、粘结剂分散于有机溶剂中并混合均匀，再涂覆于集流材料上，干燥后即得到所述的电容脱盐电极。

6.根据权利要求5所述的一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，所述的导电剂包括炭黑，所述的粘结剂包括聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯，所述的集流材料包括碳纸、石墨片或钛片，所述的有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮。

7.根据权利要求5所述的一种锰氧化物复合氮磷双掺多孔碳材料的应用，其特征在于，电容脱盐过程中，工作电压为1-2 V。