新材料及其应用

本发明涉及电化学脱盐技术领域，针对PB导电性差、易团聚的问题，公开了一种基于静电纺丝制备电化学脱盐电极的方法，包括CNT/PAN纳米纤维膜的制备、PANI/CNT/PAN纳米纤维膜的制备、PB/PANI/CNT中空纳米纤维膜的制备和EDI电极的制备。本发明用静电纺丝法制PAN纤维并在表面包裹一层导电聚苯胺，使负电性的PB晶体在其表面合成，制得PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维，溶去PAN形成PB/PANI/CNT中空纤维。该方法将PB与PANI/CNT结合，使材料具有较高的导电性和快速离子传输结构，解决了PB材料导电性差、易团聚的问题，提高了PB材料的脱盐量、倍率性能和循环稳定性。

成果亮点

本发明提供了一种操作简单，易于量产的中空纳米纤维电极材料的制备方法。利用静电纺丝法制备大量CNT/PAN纤维，在纤维表面引发聚合包裹一层氯掺杂的导电聚苯胺。由于聚苯胺带正电性，可以吸引负电性的普鲁士蓝晶体在其表面合成，因此可以制备PB/PANI/CNT/PAN纳米纤维，通过溶去PAN形成PB/PANI/CNT中空纤维。该方法通过将PB与PANI/CNT结合，使材料具有较高的导电性和快速离子传输结构，有效解决了PB材料导电性差、易团聚的问题，提高了PB材料的脱盐量、倍率性能和循环稳定性。

基于静电纺丝技术制备的电化学脱盐电极是一种新型的水处理技术，具有广阔的应用前景。以下是一些可能的应用领域：

海水淡化：基于静电纺丝技术制备的电化学脱盐电极具有高效的脱盐性能，可以用于海水淡化，提供安全、清洁的饮用水和工业用水。

废水处理：静电纺丝制备的电化学脱盐电极也可以用于处理废水，将其中的盐分和污染物去除，达到排放标准。这对于保护环境和可持续发展具有重要的意义。

食品加工：在食品加工过程中，使用静电纺丝制备的电化学脱盐电极可以高效地去除水中的盐分和污染物，确保食品的质量和安全。

制药工业：在制药工业中，使用静电纺丝制备的电化学脱盐电极可以去除水中的盐分和污染物，提高药品的纯度和质量。

总的来说，基于静电纺丝技术制备的电化学脱盐电极具有高效、节能、环保等优点，在水处理和环境保护领域具有广阔的应用前景。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：

（1）相比于一般的PB纳米颗粒，生长在PANI表面的PB晶体尺寸减小至1/3，且在PANI表面分布均匀，有效阻止了PB颗粒间的团聚现象发生，同时因为掺杂态PANI具有良好的导电性，因此相比于PB材料，电子在PB/PANI/CNT静电纺丝纳米纤维膜中的传输速率得到提升；

（2）一方面在DMF溶去聚合物PAN后得到是PB/PANI/CNT连续的空心管状结构，另一方面CNT在管壁及管内部起增强PANI氧化还原反应的作用，增强了电子传输速率，使PB/PANI/CNT/PAN静电纺丝纳米纤维膜的性能较于PB纳米颗粒获得了大幅度提升；

（3）本发明中电极制作所需原料来源广泛，电极制备过程简易，并且具有良好的循环稳定性，生产成本低，在电化学去离子（EDI）脱盐中有良好的应用前景。