含Pb2+廢水嚴重污染環境，不利于社會的可持續發展[1]
因此，對含Pb2+廢水的處理受到極大的重視
與用膜分離、化學沉淀等方法凈化含Pb2+廢水相比 [2]，用電容去離子(CDI)凈化含低濃度(<2~5 g/L)Pb2+的廢水有一定的優勢
因為CDI技術利用界面電容特性施加電壓(0.8~2.0 V)使離子向帶異電荷的電極移動并被吸附，解吸后吸附離子重回溶液中實現濃縮凈化[3]
CDI技術有高效率和低能耗等優點
CDI技術的高效性源于電極材料的物理化學特性，決定其凈化能力和去除效率[4]
二氧化錳材料有結構多樣、制備靈活等優勢，能與水形成-OH基團，與重金屬有較強的結合力[5]且可快速可逆價態轉換產生的贗電容(理論電容量1370 F/g)
因此，MnO2是極具發展潛力的CDI電極材料
但是，純MnO2電極的導電性比較差，實際電容值較小
其原因是，MnO2較大的傳輸內阻延緩了電子的傳輸，晶粒易堆疊阻礙了深層活性材料的利用
合理的電極結構設計能使MnO2具有良好的導電性和高效利用活性物質
化學摻雜[6]和耦合導電材料[7]也能提高MnO2電極導電性和吸附性能
其中，耦合導電材料的MnO2復合制備已被證實極為有效
因此，采用電極多層構造并結合表面形貌調控制備納米尺度的膜層，可優化電子傳輸實現載流子快速傳遞，促進氧化還原反應從而提高電極的綜合性能[8]
Chen[9]以聚(2-氨基硫酚)(PATP)纖維為核、以MnO2納米片為殼構造電纜結構，綜合二者的物理化學性能可較好地去除Pb2+；Yang[10]設計了納米孔碳底負載MnO2表層的復合結構，提高了電極的比表面積和孔徑分布從而使其吸附性能提高；Yang[11]采用逐層沉積法設計MnO2/聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)/碳納米管復合結構，提高了MnO2的電化學活性和電極孔結構，使電極具有較高的吸附性能
Shi[12]將MnOx薄膜涂覆到垂直排列的碳納米管(VACNTs)上構造核-殼納米結構，優化了負載量與電導率之間的矛盾和使復合體比表面積的增加，提高了電極的電容值和吸附量
本文用電沉積方法，以3D交聯泡沫鎳為集流體、以優良電化學性能的聚苯胺衍生物—聚2,5-二甲氧基苯胺(PDMA)為底層，結合Co摻雜MnO2表層構建一體化多層MnO2電容電極，研究其對含鉛廢水的電吸附性能
1 實驗方法1.1 NF/PDMA/MnO2
聲明：
“NF/PDMA/MnO2-Co電容電極對低濃度Pb2+的電吸附特性” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：唐長斌,牛浩,黃平,王飛,張玉潔,薛娟琴
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2025年07月09日 ~ 11日 
