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专利号: 2020108074812
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水、废水、污水或污泥的处理
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法,其特征在于,所述Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料由N掺杂MOF衍生多孔碳球表面负载纳米级金属Bi颗粒制得,制备方法包括以下步骤:(1)将金属盐加入到第一混合溶剂中得金属盐溶液,经一次水热反应得金属氧化物,所述金属盐溶液的浓度为0.04 0.05mol/L;所述金属盐为锌盐或铁盐;所述第一混合溶剂由~三乙醇胺与去离子水按照体积比1:(5 7)的混合制得;一次水热反应温度为140 170℃,时~ ~间为2 3h;

~

(2)将步骤(1)制得的金属氧化物分散于第二混合溶剂中得金属氧化物溶液,在金属氧化物溶液中加入含氮配体,经二次水热反应得N掺杂金属氧化物/MOF复合材料,所述金属氧化物溶液的浓度为0.04 0.05mol/L;所述第二混合溶剂由二甲基甲酰胺与去离子水按照体~积比(2 4):1的混合制得;二次水热反应温度为60 80℃,时间为12 24h;所述含氮配体选自~ ~ ~

2‑甲基咪唑、咪唑和吡啶中的一种或几种混合;所述含氮配体在金属氧化物溶液中的添加量为0.2g/mL;

(3)将步骤(2)制得的N掺杂金属氧化物/MOF复合材料高温退火得到N掺杂MOF衍生多孔碳化物;

(4)将步骤(3)制得的N掺杂MOF衍生多孔碳化物分散于去离子水中加入氧化铋,加热反应,然后加入还原剂,进行还原反应,即得Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,分散于去离子水中之前,先将N掺杂MOF衍生多孔碳化物浸没在4 5mol/L硝酸中~进行亲水化处理。

3.根据权利要求1所述的一种Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,高温退火反应为:将金属氧化物/MOF复合材料在N2和乙醇混合氛围中以5~10℃/min的升温速率升至700℃后,保持2h,然后切换到H2气氛,再以5~10℃/min的升温速率升至780 820℃,保持1 2h后,自然降温,得到碳化物。

~ ~

4.一种如权利要求1所述方法制备的Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料作为负极活性材料在CDI负极中的应用,其特征在于,包括以下步骤:(a)将Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料、导电炭黑和PVDF按照质量比为(7 8):(1 2):1混~ ~匀后,逐滴加入N‑甲基吡咯烷酮后,研磨成混合物;

(b)将所述混合物搅拌成均匀的浆状物,并均匀涂覆在的石墨片上,在50 60℃下干燥~

12 15h,即制得CDI负极。

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5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(a)中,所述Bi/MOF衍生多孔碳球复合材料与N‑甲基吡咯烷酮的质量体积比为1g:(8 10)mL;步骤(b)中,所述混合物与石墨片的~2

质量面积比为9 11mg:3×3cm。

~

6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述CDI负极可用于电容去离子或电容析出离子脱盐。