【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水處理，尤其涉及一種二氧化鈦混合碳的電容去離子電極及其制備方法和電容去離子器件。
技術介紹
1、在家庭用水中，當前過濾掉水中帶電離子的方案主流包括超濾納濾以及反滲透，其中反滲透技術以其優異的過濾效果（99%）成為市場首選，但同樣帶來的問題是，隨著人們飲水意識的提高以及對健康的關注，反滲透出水過于純凈，未保留對人體有益的礦物質離子，因此保留離子的電容去離子技術在凈水場景的應用受到越來越多的研究。電容去離子技術能夠實現在不同電壓下實現不同的出水水質，同時保留對人體有益的離子，去除重金屬離子。但一般的電極去除重金屬的效果較差，難以滿足實際家庭凈水的需求。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少在一定程度上解決現有技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種二氧化鈦混合碳的電容去離子電極及其制備方法和電容去離子器件。
2、本專利技術的第一個方面，本專利技術提出了一種二氧化鈦混合碳的電容去離子電極。根據本專利技術的實施例，所述電極包括集流體和活性材料層，所述活性材料層包括活性炭、二氧化鈦、導電劑、粘結劑，所述活性炭與二氧化鈦的質量比為（5~1）：1。
3、根據本專利技術上述實施例的二氧化鈦混合碳的電容去離子電極，包括集流體和活性材料層，活性材料層包括活性炭、二氧化鈦、導電劑、粘結劑，活性炭具有優異的吸附性能，可以吸附溶液中的離子，二氧化鈦的表面存在許多功能基團（羧基，羥基等），可與重金屬離子之間發生絡合反應，通過表面絡合去除水中的重金屬。具
4、另外，根據本專利技術上述實施例的二氧化鈦混合碳的電容去離子電極還具有如下技術特征：
5、在本專利技術的一些實施例中，所述活性炭粒徑為5um~15um，所述活性炭的表面積為1500m2/g~2200m2/g，所述活性炭的平均孔徑為1nm~5nm。由此，提高活性炭的吸附性能，且更好地與二氧化鈦協同發揮作用，去除重金屬離子，保留一定量的有益離子。
6、在本專利技術的一些實施例中，所述二氧化鈦的粒徑為0.25mm~1.5mm，所述二氧化鈦的表面積為200m2/g~240m2/g，所述二氧化鈦的平均孔徑6nm~9nm。由此，提高電極對水中重金屬的去除率，保留人體所需的有益離子。
7、在本專利技術的一些實施例中，基于所述活性材料層的總質量，所述導電劑的質量占比為2%~5%。由此，提高電極的導電性能，提高電極的電子傳輸能力。
8、在本專利技術的一些實施例中，基于所述活性材料層的總質量，所述粘結劑的質量占比為5%~10%。由此，提高活性材料層的各物料的接觸性能。
9、在本專利技術的一些實施例中，所述活性材料層的厚度為60um~95um。由此，提高電極對水中重金屬的去除率，保留人體所需的有益離子。
10、在本專利技術的一些實施例中，所述活性材料層包括層疊的第一活性材料層和第二活性材料層，所述第一活性材料層鄰接所述集流體，所述第一活性材料層包括活性炭、導電劑、粘結劑，所述第二活性材料層包括活性炭、二氧化鈦、導電劑、粘結劑。由此，提高電極對水中重金屬的去除率，保留人體所需的有益離子。
11、在本專利技術的一些實施例中，所述第一活性材料層的厚度為60um~95um，第一活性材料層和所述第二活性材料層的總厚度不大于150um。
12、在本專利技術的一些實施例中，所述活性材料層包括層疊的第三活性材料層和第四活性材料層，所述第三活性材料層鄰接所述集流體，所述第三活性材料層包括活性炭、導電劑、粘結劑，所述第四活性材料層包括活性炭、粘結劑和二氧化鈦。
13、在本專利技術的一些實施例中，第三活性材料層的厚度為60um~95um，第三活性材料層和所述第四活性材料層的總厚度不大于150um。
14、在本專利技術的一些實施例中，所述活性材料層包括層疊的第五活性材料層和第六活性材料層，所述第五活性材料層鄰接所述集流體，所述第五活性材料層包括活性炭、導電劑、粘結劑，所述第六活性材料層包括導電劑、粘結劑和二氧化鈦。
15、在本專利技術的一些實施例中，第五活性材料層的厚度為60um~95um，第五活性材料層和所述第六活性材料層的總厚度不大于150um。
16、本專利技術的第二個方面，本專利技術提出了一種制備上述二氧化鈦混合碳的電容去離子電極的方法。根據本專利技術的實施例，該方法包括：
17、將活性炭、二氧化鈦、導電劑、粘結劑在溶劑中混合后施加在集流體至少一側，烘干輥壓后得二氧化鈦混合碳的電容去離子電極。
18、由此，通過上述方法可以制備得到重金屬去除率高，且保留人體所需有益離子的電極，且該方法簡單，容易操作，電極生產效率高，電極生產成本低。
19、本專利技術的第三個方面，本專利技術提出了一種電容去離子器件。根據本專利技術的實施例，該電容去離子器件包括上述二氧化鈦混合碳的電容去離子電極。由此，該電容去離子器件可以有效地對水中的重金屬吸附去除，實現水中的重金屬凈化，且保留人體所需的有益離子，達到家庭凈水的需求。
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1.一種二氧化鈦混合碳的電容去離子電極，其特征在于，所述電極包括集流體和活性材料層，所述活性材料層包括活性炭、二氧化鈦、導電劑、粘結劑，所述活性炭與二氧化鈦的質量比為（5~1）：1。
2.根據權利要求1所述電極，其特征在于，所述活性炭粒徑為5um~15um，所述活性炭的表面積為1500m2/g~2200m2/g，所述活性炭的平均孔徑為1nm~5nm。
3.根據權利要求1所述電極，其特征在于，所述二氧化鈦的粒徑為0.25mm~1.5mm，所述二氧化鈦的表面積為200m2/g~240m2/g，所述二氧化鈦的平均孔徑6nm~9nm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，基于所述活性材料層的總質量，所述導電劑的質量占比為2%~5%；
5.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，所述活性材料層的厚度為60um~95um。
6.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，所述活性材料層包括層疊的第一活性材料層和第二活性材料層，所述第一活性材料層鄰接所述集流體，所述第一活性材料層包括活性炭、導電劑、粘結劑，
7.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，所述活性材料層包括層疊的第三活性材料層和第四活性材料層，所述第三活性材料層鄰接所述集流體，所述第三活性材料層包括活性炭、導電劑、粘結劑，所述第四活性材料層包括活性炭、粘結劑和二氧化鈦；
8.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，所述活性材料層包括層疊的第五活性材料層和第六活性材料層，所述第五活性材料層鄰接所述集流體，所述第五活性材料層包括活性炭、導電劑、粘結劑，所述第六活性材料層包括導電劑、粘結劑和二氧化鈦；
9.一種制備權利要求1-5中任一項所述二氧化鈦混合碳的電容去離子電極的方法，其特征在于，包括：
10.一種電容去離子器件，其特征在于，包括權利要求1-8中任一項所述二氧化鈦混合碳的電容去離子電極。
...【技術特征摘要】
1.一種二氧化鈦混合碳的電容去離子電極，其特征在于，所述電極包括集流體和活性材料層，所述活性材料層包括活性炭、二氧化鈦、導電劑、粘結劑，所述活性炭與二氧化鈦的質量比為（5~1）：1。
2.根據權利要求1所述電極，其特征在于，所述活性炭粒徑為5um~15um，所述活性炭的表面積為1500m2/g~2200m2/g，所述活性炭的平均孔徑為1nm~5nm。
3.根據權利要求1所述電極，其特征在于，所述二氧化鈦的粒徑為0.25mm~1.5mm，所述二氧化鈦的表面積為200m2/g~240m2/g，所述二氧化鈦的平均孔徑6nm~9nm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，基于所述活性材料層的總質量，所述導電劑的質量占比為2%~5%；
5.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，所述活性材料層的厚度為60um~95um。
6.根據權利要求1-3中任一項所述電極，其特征在于，所述活性材料層包括層疊的第一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李哲，馮聰，林勇，
申請(專利權)人：佛山市順德區美的飲水機制造有限公司，
類型：發明
國別省市：
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