郑 亮，武立强，王亚丽，甘瑞辉，马 昌，史景利

（分离膜与膜过程国家重点实验室 天津工业大学材料科学与工程学院 ，天津 300387）

0 前言

随着我国人口的增长和经济的快速发展，淡水资源在急剧减少，严重制约了我国的经济和社会的可持续发展，因此淡水资源的获取已经迫在眉睫。全球水资源中海水和苦盐水占了水资源的98 %，水淡化是解决水资源匮乏的重要方法之一。水淡化技术主要有膜分离法、电渗析法、热蒸汽法和电容脱盐法四种[1-8]。

电容脱盐法又称为电容去离子技术（Capacitive Deionization,即CDI），由于CDI对电压的要求低、能耗小，在近些年的研究中被广泛关注。其脱盐机理是基于电化学双电层原理[9,10]：充电时，流经电容器溶液中的阴、阳离子分别吸附在正、负极上，实现对溶液中盐的去除；放电时，被吸附的阴、阳离子又回到溶液中去，实现电极的再生[11]。

在电容脱盐过程中，电容脱盐装置是电容脱盐的重要组成部分，而电极材料是脱盐装置的关键，所以开发脱盐效果好的电极材料显得尤为重要。从近年的研究来看，用来作为电容脱盐的电极材料有活性炭、炭纳米纤维、炭气凝胶和石墨烯等[12-14]。但纯炭材料表面疏水，不利于溶液离子在孔内的传递，很大程度上会影响电容脱盐的性能。表面官能团的引入不仅能够改善材料表面的亲水性，还可以提供一定的赝电容，从而改善炭材料的电容脱盐性能。通过杂原子掺杂向多孔炭中引入官能团受到越来越多学者的关注。……