人类生产生活产生了大量固体垃圾,如何有效回收利用是人类关注的主要研究课题。生物质湿垃圾衍生电极材料在电化学方面的应用被广泛研究报道。然而,针对干垃圾衍生电极在电化学方面研究的报道较少。中国上海2019年实施干湿垃圾分类,为干垃圾的有效回收和研发利用提供机遇。本研究围绕固体干垃圾衍生电极的盐水淡化和电化学储能的机制和性能开展研究。主要工作如下:(1)针对电容吸附去离子多孔碳电极的常用材料如碳管、石墨烯、活性碳等,存在生产工艺复杂,使用危险性气体,浪费自然资源等问题。本研究探索固体干垃圾废弃烟头衍生多孔碳的常压化学气相沉积制备法,实现了在惰性气氛中,在较低活化温度下生产微孔主导的较高比表面积的废弃烟头衍生多孔碳。利用废弃烟头衍生多孔碳作为电容吸附去离子电极,在氯化钠盐水溶液中,体现出较好的离子吸附盐水淡化性能。废弃烟头衍生多孔碳具有较高的碳含量。较低活化温度对应的碱性蒸汽压较低,有利于防止环境污染。该制备方法与现有活性碳生产工艺相兼容,惰性气氛安全可靠,为废弃烟头衍生多孔碳的制备生产提供了一种切实可行的方法,作为电容吸附去离子电极在盐水淡化方面体现出应用潜力。(2)针对氧化铁作为锂离子电池负极导电性不佳的问题,通常改性方法为将耐腐蚀导电材料如碳管、石墨烯等与氧化铁相结合形成复合电极材料,制备复杂、成本较高。本研究探索固体干垃圾废弃暖贴粉末,主要成分为氧化铁和活性碳混合物,作为锂离子电池负极材料的工作机理和性能。废弃暖贴粉末中氧化铁和活性碳的混合成分相互补充,改善氧化铁的导电性,既可以使氧化铁的法拉第特性得到充分发挥,同时也可以发挥活性碳材料的双电层特性。比表面测试分析表明,废弃暖贴粉末体现出较好的比表面积和微孔介孔比例相当的多孔特性。循环伏安测试分析表明,废弃暖贴粉末体现出较高的法拉第氧化还原容量。废弃暖贴粉末固体干垃圾产生的季节性强、产量大,适合大规模集中回收利用,作为电池型电化学电极材料体现良好的应用前景。(3)针对开展电容吸附去离子的研究目标,制备了电容吸附去离子的模块,搭建了电容吸附去离子的测试装置。模块采用亚克力封装、胶皮密封,通过蠕动泵实现盐水泵入泵出模块,模块中平行放入正负成对的废弃烟头衍生多孔碳电极实现电容吸附去离子,通过电导率仪观察盐水溶液离子浓度变化。