CN110357221B - 一种C@Bi/rGO电吸附复合活性材料及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废水处理领域，具体公开了一种C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，包括还原氧化石墨烯以及原位复合在还原氧化石墨烯表面的碳包覆铋单质颗粒。本发明还公开了所述的复合活性材料的制备和应用。此外，本发明还包含复合有所述的C@Bi/rGO的电极、该电极的制备和在卤水中的应用。本发明所述的复合活性材料可以有效解决材料的稳定性差、可逆性差等问题，还可以有效提升该电吸附复合活性材料在卤素电吸附中表现出对于卤素的优异的高吸附容量以及优异的循环稳定性和再生稳定性。

Description

一种C@Bi/rGO电吸附复合活性材料及其制备和应用
技术领域：
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种铋基电吸附材料制备及卤素废水处理应用。
背景技术：
卤水或者含卤废水中卤素离子很难被生化处理，高浓度含卤素溶液如不加治理直接排入江河，会破坏水体的自然生态平衡，使水质恶化，对淡水资源造成严重破坏，甚至会污染地下水和饮用水水源以及在工业生产中会严重腐蚀工业设备。因此研究卤素离子的去除技术对生态和环境保护以及安全生产都具有重要意义。
目前，离子交换、膜处理及蒸发结晶等技术是溶液脱盐的主要方法。其中离子交换等仍然主要停留在实验室或小规模应用阶段，而常规膜处理、蒸发结晶等主流工艺一般脱盐能耗高，而且得到未纯化的混合结晶盐附加值极低，难以利用，不仅增大了环保负担，而且造成了资源浪费。近年，电容去离子及电化学吸附技术(CDI&EDI)在海水脱盐等领域成为研究热点，其具有成本低、操作简便、无二次污染等优势。当前，国内外CDI过程研究主要集中于新型电极材料的开发，以及探究材料结构对溶液中离子吸附性能的影响，以期改善除盐效率。研究表明，CDI电极材料应具备以下性能：较高的吸附容量、对特定离子良好的选择性、以及可逆循环性能等。已经开发出的金属氧化物材料、导电聚合物材料及碳材料等多类电极，然而，但现有技术中公开的电极材料例如传统碳电极材料，其吸附量一般<15mg/g，更重要的是，吸附过程易受硫酸根等阴离子干扰，选择性差，极大地限制了CDI脱氯技术产业化应用，尤其是难以适应钢铁及冶金工业等含氯离子废水的处理要求。
发明内容：
针对上述问题，本发明第一目的在于，提供一种C@Bi/rGO电吸附复合活性材料(本发明也简称为复合材料或者复合活性材料)，旨在提供一种具有良好的卤素特异电吸附性能，且具有优异再生循环稳定性的电吸附活性材料。
本发明第二目的在于，提供所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的制备方法。
本发明第三目的在于，提供所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的应用。
本发明第四目的在于，提供一种卤素电吸附的复合铋电极，旨在提供一种具有良好的卤素特异电吸附性能，且具有优异再生循环稳定性的复合铋电极。
本发明第五目的在于，提供所述的卤素电吸附的复合铋电极的制备方法。
本发明第六目的在于，提供所述的卤素电吸附电极的应用。
现有铋电极存在不可忽视的缺陷，例如体积易膨胀、稳定性差、循环使用寿命短，吸附量以及吸附选择性不理想，且难于再生利用等。为解决该类技术问题，本发明提供了一种C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，包括还原氧化石墨烯以及原位复合在还原氧化石墨烯表面的碳包覆铋单质颗粒。
本发明提供了一种全新形貌的材料，其包含碳包覆的铋单质颗粒，且该碳包覆的颗粒原位复合在还原氧化石墨烯的表面。研究发现，该特殊碳包覆以及原位复合还原石墨烯的原位双碳结构可以有效解决材料的稳定性差、体积易膨胀等问题，可以有效提升该电吸附复合活性材料在卤素电吸附中卤素选择性、稳定性，提升吸附量和卤素的特异吸附性能，还能够出人意料地赋予材料优异的循环稳定性和再生稳定性。
本发明所述的电吸附复合活性材料，所述的原位双碳结构特性是赋予材料优异卤素吸附性、选择性和再生稳定性等电吸附效果的关键。
作为优选，所述的C@Bi/rGO复合材料，具有六边形、类六边形形貌。本发明研究发现，所述的复合活性材料具有原位双碳六边形或类六边形的结构，该特殊六边形、类六边形形貌配合所述的双碳原位复合结构，有助于进一步提升复合材料在卤素电吸附中的选择性、吸附量和循环稳定性，赋予所述材料良好的解吸性能。
研究发现，本发明所述的C@Bi/rGO复合材料为纳米材料。
作为优选，所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的颗粒粒径为20～50nm。
作为优选，C@Bi/rGO电吸附复合活性材料中，所述的铋单质的含量为83.5％～96.2％。余量为包覆碳和rGO。
本发明还提供了一种所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的制备方法，将包含铋源、氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、还原剂和碱的原料溶液在不低于100℃的温度下进行溶剂热反应；随后再经洗涤、干燥，即得。
本发明中，如何构建所述特殊形貌结构的电吸附复合活性材料是本发明制备方法首要解决的技术问题。通过大量研究发现，通过铋源、还原剂在氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮和碱的体系在所述的温度下进行溶剂热；可以解决困扰铋电极制备领域的材料团聚、稳定性差等问题，可以成功构建所述形貌、原位双碳复合结构的电吸附复合活性材料。本发明制备方法制得的电吸附复合活性材料形貌特殊，且该电吸附复合活性材料具有优异的卤素电吸附选择性、吸附性和循环再生效果。
本发明研究发现，通过反应体系的氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮和碱与反应温度的协同配合，利于获得形貌均一性好的六边形、类六边形、原位双碳结构复合结构。该制备方法制得的C@Bi/rGO复合活性材料具有更优的电吸附选择性和吸附容量，其出人意料地具有良好的解吸性能。
作为优选，铋源为Bi3+盐；优选为硝酸铋、氯化铋中的至少一种；
铋源与氧化石墨粉末的重量比为15～30：1；优选为16～26:1；进一步优选为24～26:1。
作为优选，聚乙烯吡咯烷酮与铋源的重量比为1：2～1：1。
作为优选，所述的碱为碱金属氢氧化物。
作为优选，碱为铋源的重量比为2：1～1：2。
作为优选，还原剂为抗坏血酸。
优选地，还原剂与铋源的重量比为8：1～12：1；优选为9～12:1。
作为优选，原料溶液中的溶剂为溶点不低于100℃的溶剂；进一步优选为乙二醇。
优选地，溶剂热反应在保护性气氛下进行。所述的保护性气氛例如为氮气或其他惰性气体。
研究发现，在所述的原料溶液体系下，控制制备的温度，利于获得卤素电吸附性能优异的电吸附复合活性材料。
作为优选，溶剂热温度为100～120℃；优选为105～115℃。
对溶剂热的产物进行洗涤、干燥即得所述的电吸附复合活性材料。
本发明优选的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化石墨粉末放入乙二醇中超声得到溶液1；
(2)将抗坏血酸、五水硝酸铋、NaOH、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇中混合得到溶液2；
(3)将溶液1和溶液2混合，在N2气氛下将混合后的溶液用在不低于100℃下进行溶剂热；
(4)离心分离得到沉淀物，用蒸馏水和酒精洗涤，然后干燥，产品研磨即得C@Bi/rGO电吸附复合活性材料。
本发明中，抗坏血酸与五水硝酸铋质量比为8：1～12：1，优选10：1。
本发明中，使用的氧化石墨烯与五水硝酸铋质量比为1：20～1：30，优选1：25。
本发明中，步骤(3)中所述反应条件为在N2气氛下油浴温度100～120℃，优选110℃。
本发明中，步骤(4)中干燥产物温度为50～90℃，优选60℃。
本发明还提供了一种所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的应用，作为电极活性材料，用于卤水的电吸附。
所述的应用，可将所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料制成电极，随后采用现有电吸附方法，对卤水进行电吸附。
所述的卤水为含卤素离子的水溶液，所述的卤素离子例如为氟和/或氯。
优选地，预先用于电吸附卤水、随后再经反向电流电解析，提纯卤水中的卤素离子。
本发明还提供了一种卤素电吸附的复合铋电极，包含集流体，以及复合在其表面的活性材料层；所述的活性材料层中包含导电剂、粘结剂和所述的C@Bi/rGO复合活性材料。
本发明提供了一种卤素电吸附的复合铋电极，其中添加有全新形貌的活性材料，其包含碳包覆的铋单质颗粒，且该碳包覆的颗粒原位复合在还原氧化石墨烯的表面。研究发现，该特殊碳包覆以及原位复合还原石墨烯的原位双碳结构可以有效解决材料的稳定性差、可逆性差等问题，还可以有效提升该电吸附复合活性材料在卤素电吸附中表现出对于卤素的优异的高吸附容量以及优异的循环稳定性和再生稳定性。
本发明所述的复合铋电极，得益于复合铋电极表面的活性C@Bi/rGO复合材料，可赋予复合铋电极对废水中氟氯的良好的特异选择性，不仅如此，还能提升复合铋电极的稳定性，可使用的废水条件范围更宽，普适性更强，还可有效提升复合铋电极的循环稳定性，可有效实现可逆吸附。
本发明中，所述的集流体可为行业内所熟知的导电载体材料，优选为碳毡或碳布。
本发明中，所述的粘结剂可为行业内所熟知的具有黏连作用的聚合物材料，优选为PVDF、Nafion、PTFE中的至少一种。
本发明中，所述的导电剂可为行业内所熟知的具有导电作用的材料，优选为导电炭黑20。
作为优选，活性材料层中，C@Bi/rGO复合活性材料、导电剂、粘结剂的质量比可根据行业内使用习惯进行调整，优选为：80～100：5：5，优选90：5：5。
所述的活性层的厚度没有特别要求，可基于行业内惯用要求进行调整。
本发明还提供了一种所述的卤素电吸附的复合铋电极的制备方法，采用分散剂将粘结剂、导电剂、C@Bi/rGO复合活性材料分散浆化，制得浆液；将该浆液涂覆在集流体表面，干燥，即得所述的卤素电吸附的复合铋电极。
本发明中，将所述的复合活性材料、粘结剂和导电剂用分散剂进行分散浆化，制得活性涂料，将其涂覆在集流体上，固化干燥，即在集流体的表面形成活性层，制得所述的复合铋电极。
优选的，所述的分散剂为可溶解所述粘结剂的任意溶剂。
分散浆化过程为研磨。
固化干燥为真空干燥，温度优选为60～100℃，时间优选为6～12h。
本发明还提供了一种所述的卤素电吸附的复合铋电极的应用，将其用于卤水中卤素离子的电吸附。
优选地，将所述的卤素电吸附的复合铋电极作为阳极，碳材料为阴极，置于含卤素废水中，通电进行电吸附，随后施加反向电压进行解吸。
作为优选，所述的含卤素废水的电吸附方法，阳极、阴极材料之间所加电压为0.6～1.2V，反向电压为-1.2～-0.6V。
优选地，所述的含卤水的阴离子为卤素离子的水溶液；所述的卤素离子优选为F-、Cl-中的至少一种。
本发明方法，使用的条件范围更宽，普适性更优，且具有较好的循环可逆性。
本发明相对于已有技术有如下优势：
1、本发明提供了一种具有六边形或类六边形形貌、原位双碳结构的全新C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，该形貌和结构的材料对卤素具有高选择性电吸附性能；不仅如此，还具有稳定性强，循环再生能力强，制备简单，性能稳定、高效等特点，能够应用于废水中氟、氯阴离子的选择性去除，或者创新地利用本发明材料所特有的循环解吸性能，从其中分离富集卤素。
2、本发明提供了一种可以一步、原位构建所述形貌和结构的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，通过该方法制得的材料的形貌均一性好，且具有良好的卤素电吸附性能。
3、本发明提供了一种以所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料为活性成分的卤素选择性电吸附电极，通过所述的活性成分的使用，可使该电极具有较长的循环寿命与较高的可逆循环稳定性；此外，还可赋予其良好的解吸性能。
附图说明：
说明书附图1-6为优选条件下(参见实施例1)合成材料的相关表征结果。
图1为实施例1制得的C@Bi/rGO复合材料的XRD图；其2θ为27.222、38.004、39.676分别对应着(012)、(104)、(110)晶面铋的衍射峰，因此证实成功合成了铋碳复合材料。
图2为实施例1制得的C@Bi/rGO复合材料的SEM图，可以看出合成的材料分散均匀，且其表面包覆了一层碳。
图3为实施例1制得的C@Bi/rGO复合材料的TEM图，从图中可以看出其分散均匀，且其呈现出六边形的形貌，平均尺寸为20-30nm。
图4为实施例1制得的C@Bi/rGO复合材料的拉曼图谱，从中可以看出明显的D峰和G峰出现，证明了石墨烯结构的存在。
图5为实施例1制得的C@Bi/rGO复合材料的X射线光电子能谱(XPS)图。结果表明存在与铋，氧和碳相关的强峰，没有其他元素可以被检测到。
图6实施例1制得的C@Bi/rGO复合材料的热重分析图，C@Bi/rGO和rGO在空气条件下经历加热过程。C@Bi/rGO的TGA曲线在97℃之前略有上升，这归因于Bi和碳的氧化，之后，在430℃之前急剧下降，这归因于碳的燃烧和Bi的完全氧化。热重量TG结果表明Bi/rGO复合材料中的Bi含量为83.5wt％。
图7为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极在1M氯化钠溶液体系的循环伏安曲线图；图7为采用瑞士万通电化学工作站测试得到，三电极体系的循环伏安测试结果(参比电极银/氯化银，对电极为铂片)，测试结果见图7；从图7可知，其阳极峰电流与阴极峰电流的比值为1：1，显现出电极材料与氯离子之间的反应具有优异的循环可逆性；
图8为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极在1M氟化钠溶液体系的循环伏安曲线图；采用瑞士万通电化学工作站测试得到，三电极体系的循环伏安测试结果(参比电极银/氯化银，对电极为铂片)，测试结果见图8；从图8可知，参比电极银/氯化银，其阳极峰电流与阴极峰电流的比值为1：1，显现出电极材料与氟离子之间的反应具有优异的循环可逆性；
图9为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极在不同截止电压下的氯化钠电解液的循环伏安曲线；由图可知，氧化电位基本没有发生改变，其与氯离子的反应为可逆的电极反应过程。
图10为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极在不同截止电压下的氟化钠电解液的循环伏安曲线；由图可知，氧化电位基本没有发生改变，其与氟离子的反应为可逆的电极反应过程。
图11为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极不同浓度的氯化钠溶液的吸附数据结果；
图12为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极在3mM的氯化钠溶液的电导率变化曲线；
图13为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极不同浓度的氟化钠溶液的吸附数据结果；
图14为实施例1制得的C@Bi/rGO铋碳复合电极在3mM的氟化钠溶液的电导率变化曲线；
图15为对比例1制得的材料的SEM图；
图16为对比例1、实施例1制得的材料在氯化钠电解液中的EIS结果图；
图17为对比例1、实施例1制得的材料在氟化钠电解液中的EIS结果图；
图18为对比例2、实施例1反应结果图片。
图19为对比例3的制得的活性材料的SEM图。由图可知，合成的材料发生团聚，且形状不规则。
图20为对比例3的制得的活性材料在在1M氯化钠溶液体系的循环伏安曲线图，由图可知，该材料相较于实施例1得到的材料，出现了不可逆的氧化峰，且重复性较差，体现了该材料电化学循环可逆性能较差。
图21为对比例3的制得的活性材料的在1M氟化钠溶液体系的循环伏安曲线图，有图可知，该材料相较于实施例1得到的材料，其电化学可逆循环性能较差。
具体实施案例：
下面结合实施案例进一步说明本发明，但本发明的应用不限于此。
实施例1
步骤一：活性材料制备：
⑴将40mg氧化石墨粉末放入50ml乙二醇中15℃超声1h30min得到溶液1；
⑵将1gBi(NO3)3·5H2O，1gNaOH，500mg聚乙烯吡咯烷酮放入50ml乙二醇中25℃搅拌得到溶液2；
⑶将溶液1和溶液2混合，25℃下搅拌30min，在N2气氛下将混合后的溶液用油浴110℃恒温加热反应1h，反应开始5min后迅速加入10g抗坏血酸；
⑷离心分离得到沉淀物，用蒸馏水和酒精分别洗涤三次，在恒温干燥箱中60℃干燥12h，产品研磨即得C@Bi/rGO复合材料，其中铋占比例83.5％。XRD图见图1，SEM图见图2，TEM图见图3，拉曼图见图4，XPS图见图5，热重和差热曲线见图6。
步骤二：C@Bi/rGO复合材料电极的制备
将步骤一制得的C@Bi/rGO复合材料与导电炭黑加入适量酒精研磨；(2)加入粘结剂PVDF继续研磨成浆料；其中C@Bi/rGO复合材料与导电炭黑、PVDF比例为：95：5：5；(3)将浆料均匀涂布在碳布上；(4)90℃真空干燥6h得到阳极电极。
性能测试
采用瑞士万通电化学工作站，采用三电极体系(参比电极银/氯化银，对电极为铂片)，测试所述的阳极在1M氯化钠溶液体系的循环伏安曲线。测试结果见图7；从图7可知，其阳极峰电流与阴极峰电流的比值为1：1，显现出电极材料与氯离子之间的反应具有优异的循环可逆性。
采用瑞士万通电化学工作站，采用三电极体系(参比电极银/氯化银，对电极为铂片)，测试所述的阳极在1M氟化钠溶液体系的循环伏安曲线。测试结果见图8；从图8可知，参比电极银/氯化银，其阳极峰电流与阴极峰电流的比值为1：1，显现出电极材料与氯离子之间的反应具有优异的循环可逆性。
测试本案例的阳极在不同截止电压下的氯化钠电解液的循环伏安曲线；结果见图9，由图可知，氧化电位基本没有发生改变，其与氯离子的反应为可逆的电极反应过程。
测试本案例的阳极在不同截止电压下的氟化钠电解液的循环伏安曲线；测试结果见图10，由图可知，氧化电位基本没有发生改变，其与氟离子的反应为可逆的电极反应过程。
实施例2
氯化钠溶液吸附数据：
采用实施例1步骤二制得的电极为阳极，活性碳材料为阴极，组成不对称脱盐体系，分别以3mM、7mM、10mM氯化钠溶液为电解液。循环过程的电压为1.2V，循环10个周期后的吸附率分别为17.88mg/g、33.39mg/g、51.78mg/g。吸附图见图11。在3mM的氯化钠溶液的电导率变化曲线见图12；从图11、图12可知随着初始溶液浓度的升高，吸附显著容量提升，电导率曲线呈现周期性变化，体现了该体系对于氯化钠溶液具有良好的循环可逆性能。
实施例3
氟化钠溶液吸附数据：
采用实施例1步骤二制得的电极为阳极，活性碳材料为阴极，组成不对称脱盐体系，分别以3mM、7mM、10mM氟化钠溶液为电解液。循环过程的电压为1.2V，循环10个周期后的吸附容量分别为20.52mg/g、36.33mg/g、118.78mg/g。吸附图见图13。在3mM的氟化钠溶液的电导率变化曲线见图14；从图13、图14可知随着初始溶液浓度的升高，吸附显著容量提升，电导率曲线呈现周期性变化，体现了该体系对于氯化钠溶液具有良好的循环可逆性能。
通过上述的测试数据可知，本发明制得的复合材料以及所述的铋阳极材料，对卤素具有特异的吸附以及可逆再生吸附性能，此外，还具有优于现有技术的吸附容量。不仅如此，本发明还发现，所述的材料在复合盐溶液的同样能够表现出优异的卤素特异性和高吸附容量。例如，采用同实施例1的测试条件，对阴离子浓度比F-：Cl-：NO3 -：SO4 2-＝5：9：14：22的复合体系进行电吸附测定，发现各离子的吸附比F-：Cl-：NO3 -：SO4 2-＝18.9：72.5：2.3：6.3；显示所述的材料在复合体系下同样能够表现出对卤素的高特异性吸附以及良好的吸附容量。
对比例1
和实施例1相比，区别仅在于，没有加入氧化石墨粉末，操作如下：
1将1gBi(NO3)3·5H2O，1gNaOH，500mg聚乙烯吡咯烷酮放入50ml乙二醇中25℃搅拌得到溶液1；
2将溶液1在25℃下搅拌30min，在N2气氛下将其用油浴110℃恒温加热反应1h，反应开始5min后迅速加入10g抗坏血酸；
离心分离得到沉淀物，用蒸馏水和酒精分别洗涤三次，在恒温干燥箱中60℃干燥12h，产品研磨即得Bi纳米颗粒。其SEM表征结果见图15。由图可知其没有形成碳包覆结构，且其电化学循环性能较差，电化学EIS表征结果见图16(上没有加入氧化石墨粉末的、下图为实施例1的复合材料)、图17(上没有加入氧化石墨粉末、下图为实施例1的复合材料)相比于实施例1没有显现出较好的电化学性能，其电阻值相比于复合材料较大，可见复合后的材料具有优异的电化学性能。
对比例2
和实施例1相比，区别仅在于，溶剂热的温度低于100℃(90℃)，操作如下：
温度低于100℃，我们发现无法实现还原，溶液呈现透明状态，离心后无沉淀产生，故温度对于材料的合成起到非常关键的作用，其效果对比图见图18(左边为低于100℃，右边为110℃的结果)。可见，对比例无法成功制得活性材料。
对比例3
和实施例1相比，区别仅在于，没有加入PVP，采用实施例1的方法进行测试，其SEM表征结果见图19，由图可知，合成的材料发生团聚，且形状不规则，且其循环伏安电化学测试结果图20、图21的循环伏安曲线表明：重复性差，且出现了不可逆的氧化峰，相较于图9与图11而言，对比例3合成的材料其电化学循环可逆性能较差。

Claims (13)

1.一种C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，其特征在于，包括还原氧化石墨烯以及原位复合在还原氧化石墨烯表面的碳包覆铋单质颗粒；
所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料具有六边形、类六边形形貌；
所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的制备步骤为：将包含铋源、氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、还原剂和碱的原料溶液在不低于100℃的温度下进行溶剂热反应；随后再经洗涤、干燥，即得；
铋源与氧化石墨烯重量的重量比为15～30：1；
聚乙烯吡咯烷酮与铋源的重量比为1：2～1：1；
碱为铋源的重量比为2：1～1：2；
还原剂与铋源的重量比为8：1～12：1；
原料溶液中的溶剂为乙二醇。
2.如权利要求1所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，其特征在于，所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料的颗粒粒径为20～50nm。
3.如权利要求1所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，其特征在于，所述的铋单质的含量为83.5％～96.2％。
4.如权利要求1所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，其特征在于，铋源为Bi3+盐。
5.如权利要求1所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，其特征在于，还原剂为抗坏血酸。
6.如权利要求1所述的C@Bi/rGO电吸附复合活性材料，其特征在于，溶剂热温度为100～120℃。
7.一种卤素电吸附的复合铋电极，其特征在于，包含集流体，以及复合在其表面的活性材料层；所述的活性材料层中包含导电剂、粘结剂和权利要求1～6任一项所述的C@Bi/rGO复合活性材料。
8.如权利要求7所述的卤素电吸附的复合铋电极，其特征在于，所述的集流体为碳毡或碳布；
所述的粘结剂为PVDF、Nafion、PTFE中的至少一种；
所述的导电剂为导电炭黑20。
9.如权利要求8所述的卤素电吸附的复合铋电极，其特征在于，活性材料层中，C@Bi/rGO复合活性材料、导电剂、粘结剂的质量比为：80～100：5：5。
10.一种权利要求7～9任一项所述的卤素电吸附的复合铋电极的制备方法，其特征在于，采用分散剂将粘结剂、导电剂、C@Bi/rGO复合活性材料分散浆化，制得浆液；将该浆液涂覆在集流体表面，干燥，即得所述的卤素电吸附的复合铋电极。
11.一种权利要求7～9任一项所述的卤素电吸附的复合铋电极或者权利要求10制备方法制得的卤素电吸附的复合铋电极的应用，其特征在于，将其用于卤水中卤素离子的电吸附。
12.如权利要求11所述的卤素电吸附的复合铋电极的应用，其特征在于，所述的卤素离子为氟和/或氯。
13.如权利要求11或12所述的卤素电吸附的复合铋电极的应用，其特征在于，预先用于电吸附卤水、随后再施加反向电压进行电解析，吸附分离以及富集卤水中的卤素离子。
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