淡水资源对我们的日常生产生活至关重要，但是，污染、浪费以及淡水分布不合理等问题加剧了用水需求不断提高与供应不足的矛盾。海水或者苦咸水淡化为我们找到了解决问题的出路，但是目前工业化运营的淡化技术如反渗透、多级闪蒸、电渗析等存在高成本、高耗能、膜污染等技术弊端。电容去离子技术作为一种新型的电化学水处理技术，具有低成本、低耗能、环境友好等特点，是一种极具商业化应用前景的淡化工艺。已经证明电容脱盐性能在很大程度上取决于电极的表面性质，如：比表面积、孔隙结构、孔径分布和功能基团。电极材料是电容去离子装置中最核心的部件，也是限制其发展的关键因素。静电纺丝技术是一种制备纤维材料非常简单有效的方法，可以制备出直径从几十纳米到几个微米的纤维。聚丙烯腈(PAN)具有良好的可纺性和相对较高的碳产量，而且经过预氧化、炭化后可以直接获得碳纳米纤维（CNF），被广泛选择用于制造CNF的前驱体。然而，以纯PAN静电纺制备的碳纳米纤维表面致密而光滑，比表面积较低。　　本文选用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）分别作为添加剂，通过静电纺丝技术制备纳米纤维，在后续预氧化、炭化处理过程中添加剂分解造孔得到高比表面积、孔径分布合理的多孔碳纳米纤维，并作为自支撑电极用于电容脱盐。研究了添加剂配比对孔结构的影响和孔结构对电容脱盐性能的影响。采用ZnCl2对多孔碳纳米纤维进行改性，改变纤维表面功能基，同时进一步提高比表面积，并研究了改性碳纳米纤维的电容脱盐性能。主要研究成果如下：　　以PS为添加剂，与PAN混合，经过静电纺丝得到PAN/PS纳米纤维，经高温处理得到纳米管道纵向分布型碳纳米纤维。管道壁结构致密，纳米管道之间连通性差。当PAN/PS质量比为8:2时，碳纳米纤维比表面积为39.83 m2/g，以此为电极进行电容脱盐，最大脱盐量为2.8 mg/g，最大脱盐速率为0.09 mg/g/min，这比纯PAN基的碳纳米纤维的比表面积（11.73 m2/g）和脱盐量（1.8 mg/g）具有明显改善。以PMMA为添加剂，与PAN混合，经过静电纺丝得到PAN/PMMA纳米纤维，经高温处理得到的碳纳米纤维具有网状分布的不规则介孔结构，且富含微孔，当PAN/PMMA质量比为4:1时，得到的碳纳米纤维孔隙率高、介孔分布均匀，比表面积达到287.66 m2/g，以此为电极进行电容脱盐，最大脱盐量为5.6 mg/g，最大脱盐速率为0.21 mg/g/min，脱盐性能的循环稳定性良好。与PAN/PS基的碳纳米纤维相比，PAN/PMMA基的多孔碳纳米纤维具有更高的比表面积，且网状互通的孔结构更有利于离子的扩散和迁移，因此比PAN/PS基碳纳米纤维具有更大的脱盐量和更高的脱盐速率。　　采用PAN/PMMA=4:1时制备的富含介孔的CNF为材料经ZnCl2浸渍、高温处理、酸洗得到改性碳纳米纤维（M-CNF）。该 M-CNF的微孔分布增加，比表面积得到有效提高（578.19 m2/g）。以改性的碳纳米纤维（M-CNF）和未改性的碳纳米纤维（U-CNF）构成不对称电容器（M-CNF||U-CNF）进行电化学电容脱盐。M-CNF的开路电压比UCNF高0.23V。实验发现，以M-CNF为正极，进行正向充电时的脱盐量为6.74 mg/g，脱盐速率为0.3 mg/g/min,而以M-CNF为负极，进行反向充电时的脱盐效果显著提高，最大脱盐量高达31.9 mg/g，最大脱盐速率为0.65 mg/g/min，电流效率接近100％，而且脱盐性能在长时间运行中后循环稳定性良好。在此基础上，通过双电层理论和电势场对反向脱盐机理进行了机理分析。