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电吸附脱盐(CDI)技术因具有效率高、能耗低、成本低和无二次污染的特点而被认为是目前最有潜力的可持续海水脱盐技术,其实际应用依赖于高稳定性的电极材料的开发。本文通过将过量的氯化锌(ZnCl2)催化甲醛和吡咯反应生成聚合物,高温活化得到高比表面积的氮掺杂多孔碳材料(NCAs)。整个制备过程中,ZnCl2作为反应催化剂和碳材料的活化剂。实验表明过量的ZnCl2催化醛基-CHO与吡咯杂芳环上的-CH发生了Friedel-Crafts反应生成水凝胶,过量的ZnCl2的填充使得水凝胶在105℃干燥过程中结构不发生塌陷,得到完整的块体。在高温活化中ZnCl2又充当活化剂,活化温度是影响NCAs的多孔结构、氮含量和含氮种类的因素。800°C下得到比表面积为1450 m2/g的NCA-800,其氮含量为10.86 atom%,900°C下得到的1670 m2/g的NCA-900氮含量为4.09 atom%,NCA-800的氮主要是吡啶氮、吡咯氮,而NCA-900的氮主要为季铵氮。组装电容装置,研究了NCA-900和NCA-800在H2SO4和Na Cl电解液中的双电层行为,NCA-800因更高的氮含量具有更高的比电容,NCA-900更高的石墨化程度和比表面积使其具有更快的离子扩散率。Na Cl溶液做电解液时,NCA-800电极几乎不存在赝电容,其比电容可以直接作为判断盐吸附容量的依据。在不同的Na Cl浓度的电解液中,其电容量能够达到116 F/g,电容吸附能能够达到63mg/g。高浓度Na Cl下,电极能够吸更多的盐离子,其溶液固有电阻和离子扩散阻力更小,离子扩散速率更快。NCA-800电极的电容往返效率均大于87%,大部分维持在95%左右,其在双电层电容装置吸附Na Cl具有高的稳定性和循环性,具有较大的应用潜力。最后CDI序批式反应装置被用来探究NCA-800做CDI电极时的脱盐性能,对不同电极电压、不同浓度的Na Cl进行了吸附测试。NCA-800在电压1.2V、流速20 m L/min下对2000 mg/L的Na Cl溶液吸附量能够达到31.44 mg/g,并表现出了较好的循环稳定性。研究表明,该NCA-800材料制备简单、成本低,研究表明由于其高的氮含量和高度的微孔结构,作为CDI电极时具有良好的稳定性和适中的盐吸附容量,因此,NCA-800在CDI领域具有较大的应用潜力。