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专利号: 2019101914559
申请人: 河北省科学院能源研究所
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电容吸附脱盐用碳气凝胶电极片,其特征在于,其通过以下步骤制备:步骤一:碳气凝胶的制备

(1)有机湿凝胶制备:多羟基苯酚与甲醛按照物质的量之比为1:2混合,加入去离子水配制成质量分数为35~40%的反应液,加入抗坏血酸和碳酸钠,将反应液混合均匀后密封,保温40~50℃充分反应1~2天,制得湿凝胶;

所述抗坏血酸与多羟基苯酚的摩尔比为1:5~20;所述碳酸钠与多羟基苯酚的摩尔比为1:400~600;

(2)溶剂置换:将步骤(1)制备的湿凝胶浸泡于有机溶剂中进行溶剂置换,每隔24小时更换一次有机溶剂,期间更换3~5次;

(3)常压干燥:在常温常压下,待有机溶剂自然挥发完全后,即制得干燥的有机气凝胶;

(4)高温炭化:将步骤(3)制备的干燥的有机气凝胶在抽真空条件下炭化,在炭化过程中以15~40mL/min的速率不断通入惰性保护气,先从室温以1.2~1.8℃/min的速率升温至

280~320℃,然后以2~2.2℃/min速率升温到880~920℃后保持3~5个小时,再缓慢降至室温,即制得黑色的碳气凝胶;

步骤二:电极片的制备

(1)将步骤一制得的碳气凝胶分别粉碎成过100目粉末和200目粉末,所述100目粉末与

200目粉末的重量份数比为1:1 1.3,然后与聚四氟乙烯混合,碳气凝胶和聚四氟乙烯的质~量比为95:5,向得到的混合物中加入去离子水,使得碳气凝胶质量分数为5~10%,搅拌4h后,在105℃干燥12h,得到粘状固体;

(2)将得到的粘状固体均匀涂抹在泡沫镍上,用双层泡沫镍包覆该材料,压扎成片状材料,然后将泡沫镍粘贴在多孔网状惰性聚四氟乙烯板上,制得碳气凝胶除盐电极片。

2.一种如权利要求1所述的电容吸附脱盐用碳气凝胶电极片的制备方法,其特征在于,具体如下:步骤一:碳气凝胶的制备

(1)有机湿凝胶制备:多羟基苯酚与甲醛按照物质的量之比为1:2混合,加入去离子水配制成质量分数为35~40%的反应液,加入抗坏血酸和碳酸钠,将反应液混合均匀后密封,保温40~50℃充分反应1~2天,制得湿凝胶;

所述抗坏血酸与多羟基苯酚的摩尔比为1:5~20;所述碳酸钠与多羟基苯酚的摩尔比为1:400~600;

(2)溶剂置换:将步骤(1)制备的湿凝胶浸泡于有机溶剂中进行溶剂置换,每隔24小时更换一次有机溶剂,期间更换3~5次;

(3)常压干燥:在常温常压下,待有机溶剂自然挥发完全后,即制得干燥的有机气凝胶;

(4)高温炭化:将步骤(3)制备的干燥的有机气凝胶在抽真空条件下炭化,在炭化过程中以15~40mL/min的速率不断通入惰性保护气,先从室温以1.2~1.8℃/min的速率升温至

280~320℃,然后以2~2.2℃/min速率升温到880~920℃后保持3~5个小时,再缓慢降至室温,即制得黑色的碳气凝胶;

步骤二:电极片的制备

(1)将步骤一制得的碳气凝胶分别粉碎成过100目粉末和200目粉末,所述100目粉末与

200目粉末的重量份数比为1:1 3,然后与聚四氟乙烯混合,碳气凝胶和聚四氟乙烯的质量~比为95:5,向得到的混合物中加入去离子水,使得碳气凝胶质量分数为5~10%,搅拌4h后,在105℃干燥12h,得到粘状固体;

(2)将得到的粘状固体均匀涂抹在泡沫镍上,用双层泡沫镍包覆该材料,压扎成片状材料,然后将泡沫镍粘贴在多孔网状惰性聚四氟乙烯板上,制得碳气凝胶除盐电极片。

3.根据权利要求2所述的一种电容吸附脱盐用碳气凝胶电极片的制备方法,其特征在于,所述步骤一(1)中的多羟基苯为摩尔比为7:1的间苯二酚与间苯三酚的混合物根据权利要求2所述的一种电容吸附脱盐用碳气凝胶电极片的制备方法,其特征在于,所述步骤二(1)中的聚四氟乙烯为质量分数为5 60%的乳液。

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4.根据权利要求2所述的一种电容吸附脱盐用碳气凝胶电极片的制备方法,其特征在于,所述步骤二(1)中100目粉末与200目粉末的重量份数比为1:2。

5.根据权利要求2所述的一种电容吸附脱盐用碳气凝胶电极片的制备方法,其特征在于,所述步骤二(2)中片状材料的单片厚度为5mm。