聚间苯二胺/碳纳米管复合材料制备及其电容法脱盐研究

• 作者: 王世轩 蔡延萌 徐世昌 王越
• 来源期刊: 化学工业与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 电容去离子 碳纳米管 复合材料 导电聚合物 聚间苯二胺
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 能源与环境化工
• 页码范围: 90-99
• 页数: 10页
• 分类号: TQ323.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.13353/j.issn.1004.9533.20210303

摘要

采用原位氧化聚合方法制备聚间苯二胺(PmPD)和碳纳米管(CNT)复合电极材料(PmPD@CNT),考察了PmPD的添加对复合材料亲水性、电化学性能的影响,研究了以PmPD@CNT为电极的电容法脱盐(Capacitive Deionization,CDI)性能.扫描电镜和透射电镜分析表明PmPD的球形形貌保留在复合材料中且均匀包裹在CNT外表面.接触角测试证明,与CNT(107°)相比,PmPD@CNT的接触角(61°)显著降低,亲水性明显提高.X射线衍射和拉曼光谱图的测试结果证明PmPD@CNT相比CNT有更多的缺陷点位,有利于提高离子吸附能力.电化学测试证明,PmPD@CNT(72.5 F·g-1,0.071 Ω)比CNT(27.4 F·g-1,0.089 Ω)具有更高的比电容和较低的电阻.将PmPD@CNT制备成固体电极用于CDI组件进行饱和脱盐测试,结果表明以500 mg·L-1的NaCl溶液为原料液及1.4 V操作电压条件下,该复合电极的盐吸附量为16.64 mg,对应的比吸附量为35.40 mg·g-1,平均吸附速率为10.11 mg·g-1·min-1,PmPD@CNT的比吸附量和平均吸附速率分别是CNT的2.4和1.4倍.PmPD@CNT因其良好的亲水性,优异的电化学性能和脱盐性能,有望成为有竞争力的CDI电极材料.