严格的环保法规驱动下，煤矿在高盐矿井水回收处理上面临的挑战不断升级，因此迫切需要研发高效的深度脱盐技术，以突破行业困境并实现非常规水资源的利用。虽然流动电极电容去离子（FCDI）技术在脱盐领域内崭露头角，但仍存在电极材料性能造成的脱盐能力壁垒。本研究提出了一种双重活化多孔碳氮电极材料制备的新方法，以蔗糖为碳源，三聚氰胺为氮源，整合了双模板法、水蒸气活化、酸浸氧化及氮掺杂的优点，改善了材料的润湿性和导电性，同时使得电极材料具备独特整齐排列的柱状结构、更大的比表面积(1039.76 m2/g)、更丰富的孔结构(0.32 cm3/g)、更多的氮氧电负性点位和更好的润湿性能，以此实现高效，低能耗的矿井水脱盐。该材料(H2O（g）-HNO3/CN)应用于FCDI装置中且经过电压、活性材料含量、处理液初始浓度及pH的工艺优化后对1 g/L的NaCl溶液脱盐5 h，除盐率高达100%，平均脱盐速率、脱盐量、电荷效率及标准脱盐量能耗分别为0.00952 mg/(min·cm2)，37.08 mg/g，24.02%和481.98 J/mol，即使经过七次循环吸脱附实验，除盐率仍能达到95.71%。为了探究H2O（g）-HNO3/CN的吸附除盐机理，进行了电化学性能、吸附动力学及等温线的分析。结果表明其比电容高达99.38 F/g，内电阻极小；对Na+离子的吸附更符合伪二阶动力学模型和Langmuir等温线模型，对Na+离子的饱和吸附量为4.30 mg/g，饱和吸附时间为120 min。本研究为FCDI电极材料的制备及优化提供了一种新的思路，并探究了其脱盐性能和机理，为高盐矿井水的绿色回收处理开辟了一条新的路径。

1引言
2实验
2.1主要材料
2.2双重活化多孔碳氮材料H_(2)O(g)-HNO_(3)/CN的合成
2.3流动电极的配置
2.4材料表征
2.5电化学测试
2.6FCDI装置搭建
2.7H_(2)O(g)-HNO_(3)/CN材料FCDI脱盐性能研究
3结果与讨论
3.1形貌结构表征
3.1.1扫描电子显微镜分析
3.1.2比表面积及孔径分析
3.1.3 X射线衍射及拉曼光谱分析
3.1.4红外吸收光谱分析
3.1.5接触角分析
3.2工艺参数对H_(2)O(g)-HNO_(3)/CN材料FCDI性能的影响
3.2.1电压
3.2.2活性材料含量
3.2.3处理液初始浓度
3.2.4处理液初始pH
3.3循环性验证
3.4FCDI处理实际高盐矿井水的研究
3.4.1高盐矿井水来源与水质分析
3.4.2FCDI处理高盐矿井水效果分析
3.5H_(2)O(g)-HNO_(3)/CN吸附除盐机理
3.5.1电化学分析
3.5.2吸附动力学及等温线研究
4结论

贺琼琼,彭海森,孟振,等.双重活化多孔碳氮材料实现流动电极电容去离子高效矿井水脱盐[J/OL].煤炭学报,1-17[2024-10-09].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0509.