受全球人口迅速增长及气候变化等因素的影响,水资源的短缺和污染问题已经成为中国所面临的一大挑战,其中工业废水的排放对水资源的危害尤为严重。氯离子作为废水中普遍存在的一种阴离子,广泛存在于垃圾填埋场、造纸、海鲜罐头和制革等行业排放的废水中。然而,高浓度的氯离子往往会导致饮用水污染、土壤盐碱化、危害农作物生长和腐蚀工业设备。传统氯离子去除技术主要包括化学沉淀法、离子交换法及膜分离法。这些方法仍存在易造成二次污染、分离效率低等弊端。因此,迫切开发一种高效、清洁的氯离子去除技术。电控离子交换（Electrically Switched Ion Exchange,ESIX）技术作为一种对目标离子选择性分离的高效离子分离方法,凭借其高选择性、无二次污染的特点,近年来已经吸引了广泛科研工作者的关注。在ESIX技术的工作过程中,由于电极电势的作用,当给电活性膜电极施加一个氧化（或还原）电位时,溶液中的阴（或阳）离子首先被置入到膜电极中。而当给膜电极施加一个反向电位时,膜电极中的离子则又被重新释放到溶液中,同时膜电极得到再生。作为ESIX系统中的核心,研发新型的电活性离子交换材料（Electroactive Ion Exchange Materials,EIXMs）仍是我们当前关注的重点。本论文首先合成出一种具有亚纳米孔道的纳米多孔碳材料,通过纳米多孔碳材料的孔径筛分效应来实现氯离子的分离。在此基础上,通过结合离子印迹技术,制备得到针对氯离子具有高选择性分离功能的PPy掺杂纳米多孔碳的复合材料。近年来,金属有机框架（MOFs）因其在纳米尺度上具有可调的孔径、高比表面积和良好的结构被认为是构建高性能离子分离材料之一。然而,大多数MOFs的导电性和水稳定较差,使得它们难以直接应用于ESIX。而MOFs的碳化在一定程度上弥补了这个缺点。本论文通过将ZIF-8前驱体碳化后,采用酸浸和碱活化法制备得到具有亚纳米孔道的ZIF-8衍生纳米多孔碳（NC-X-A）,并将其用于电化学选择性分离氯离子。在材料的制备过程中,通过改变碳化温度来调节材料的比表面积和孔径,从而提高氯离子的吸附容量和选择性。基于孔径筛分效应和脱水自由能的差异,得到的最佳碳膜NC-1000-A电极,其Cl-/Br-、Cl-/F-和Cl-/SO42-的分离系数分别为1.384、1.952和2.970。同时表现出快速的置入/释放能力,且吸收平衡时间小于90 min。由于其具有较高比表面积的多孔结构、良好的导电性和在ESIX过程中额外的电驱动能力,Cl-的置入容量达到64.06 mg·g-1,且在1000次置入/释放循环后,仍保持其初始值的99.7%。因此,这种碳膜可望作为一种有前途的电活性材料应用于废水中Cl-的选择性分离。ZIF-8衍生碳材料具有比表面积大、微孔体积大的特点,是一种很有前途的电活性材料应用于ESIX中。然而,一些严重的问题如:但仍存在电导率低、孔径尺寸大等问题,限制了其ESIX性能。针对上述问题,我们将具有氯离子印迹的导电高分子聚吡咯（PPy）在NC-1000-A的纳米孔道中原位聚合得到NC-1000-A@PPy复合材料。对NC-1000-A@PPy复合材料的吸附性能和选择性能进行了测试和分析。基于PPy的离子印记效应和NC-1000-A的孔径筛分效应协同实现高选择性的氯离子分离,新制备的NC-1000-A@PPy对Cl-的吸附量高达74.16 mg·g-1,且膜电极选择性显著提高,其Cl-/SO42-的分离系数为5.31。因此,NC-1000-A@PPy有望作为高效ESIX电极材料。