CN111634985A - 基于UiO-66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种基于UiO‑66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法，属于环境工程及水处理领域。一种基于UiO‑66的CDI极板，包括集流体板和附着在集流体板上的UiO‑66吸附涂层，UiO‑66吸附涂层原料包括UiO‑66材料、导电剂和粘结剂。将基于UiO‑66的CDI极板可以配合基于UiO‑66的CDI极板的脱磷酸盐的装置，基于该装置进行脱磷酸盐的方法，该方法通过UiO‑66材料与CDI结合，通过UiO‑66材料的高比表面积，使得制备的基于UiO‑66的CDI极板能够表现出针对磷酸盐离子的高吸附能力。

Description

基于UiO-66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法

技术领域

本发明属于环境工程及水处理技术领域，特别涉及一种基于UiO-66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法。

背景技术

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frame-works，MOFs)是一种由金属盐和有机配体通过配位键互相连接而形成的多孔无机-有机杂化材料。由于MOFs具有较高的比表面积，孔径可控和骨架易功能化等特点，在气体储存、气体分离、光催化、药物缓释和离子吸附等方面具有重要的用途。在众多MOFs材料中，UiO-66因为热稳定性较好，孔结构丰富从而备受关注。UiO-66是一种含有Zr的金属有机骨架材料，其化学式为Zr₆O₄(OH)₄(CO₂)₁₂，UiO-66是以Zr⁴⁺为中心金属离子、以对苯二甲酸为配体，形成了由含Zr的正八面体与12个有机配体对垂直配位连接相连的材料。

水体中磷酸盐含量过高会加速富营养化进程，在水资源的利用方面会引发多种问题。比如藻类的爆发，大型、群体的藻类大量繁殖生长会降低自来水厂过滤水的效率；水质恶化，水中溶解氧浓度急剧下降，缺氧会导致鱼类和无脊椎动物大批异常死亡；导致不良蓝藻开花，在特定条件下产生毒素，使家禽、水鸟大批死。最终破坏当地生物生态平衡，对社会经济造成负面影响，并对人类健康造成潜在威胁。现有的除磷技术如凝聚法、沉淀法、生物法等，存在着一些不可避免的的局限性，如动力学缓慢、捕获性能不足、特异性差、容易产生大量固体污泥造成二次环境风险等。

吸附法由于相对简单的操作、可重复利用及运行成本低的特点，被认为是磷酸盐去除的优选工艺。吸附法可以通过吸附作用实现磷的分离，达到回收磷的目的，成为了研究磷酸盐修复的新途径。随着电化学技术的发展，电吸附在水处理中的应用日益广泛，可以去除污水中的重金属离子、难生物降解的有机物质以及放射性元素。电吸附处理稀溶液体系具有优势，而城市生活污水中的磷酸盐含量仅为15-30mg/L，电吸附技术在有机物的分离和回收、废水处理和水的深度净化、吸附剂的再生等方面有着显著的应用前景。

CDI技术(Capacitive Deionization电容去离子)是一项新型水处理技术，其利用表面双电层进行电容吸附去除水中电性物质，外加直流电压，通过静电力把液体中的电性物质吸附在正负电极上。吸附达到饱和时，让电极短路或者加反向电压(即放电)，吸附的电性物质成分便发生脱附，电极得到再生，但是现有的CDI技术容易出现极板浓差极化、容易结垢、离子去除率低等问题。对于处理含有磷酸盐的水体也存在脱除效率低，有二次污染的情况，尤其是对于低浓度磷酸盐水体的处理，效果更不佳。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于UiO-66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法，是一种脱磷酸盐效率高，对环境二次污染小的解决方案。其通过选取合适的MOFs复合材料制备CDI的极板，并采取合理的模块搭建，形成CDI装置，并将其应用于去除水中难降解的微量磷酸盐，具有低成本、高效率的优点。本发明通过采用UiO-66材料制成CDI极板，实现了高效去除水中磷酸盐的目的。本发明通过UiO-66材料与CDI结合，通过UiO-66材料的高比表面积(经BET比表面积测得UiO-66材料比表面积可达1800m²g^-1)，使得制备的CDI极板能够表现出针对磷酸盐离子的高吸附能力，能够吸附水体磷酸盐的浓度为15-50mg/g。

本发明采用以下技术方案实现：

一种UiO-66吸附涂层，包括UiO-66材料。

所述的UiO-66吸附涂层，其原料还包括导电剂和粘结剂；

按质量比，UiO-66材料：导电剂：粘结剂＝(18-16):1:1。

所述的UiO-66吸附涂层中，采用的UiO-66材料的化学式为Zr₆O₄(OH)₄(CO₂)₁₂，其具有三维孔洞结构，采用BET比表面积测定其比表面积为1600-1800m²g^-1。

所述的UiO-66材料的制备方法，采用溶剂热法，包括以下步骤：

步骤(1)：将金属源ZrCl₄和有机配体对苯二甲酸，加入有机溶液中，进行搅拌，得到混合液；

其中，按摩尔比为：ZrCl₄：对苯二甲酸＝(0.5-2.0):1；按摩尔比，有机溶液：对苯二甲酸＝1:(2-3)；

步骤(2)：向混合液中，先加入调节剂搅拌均匀，得到反应溶液；其中，调节剂的加入体积为混合液的体积(8-12)％；

步骤(3)：

将反应溶液置于反应釜中，在110-130℃加热反应24h以上，得到反应产物，自然冷却至室温；

向反应产物中加入甲醇进行清洗，去除产物中有机溶剂，固液分离，将产品干燥，得到白色粉末状的UiO-66材料。

所述的步骤(1)中，所述的有机溶液为N，N-二甲基乙酰胺和/或乙醇，有机溶液的加入量占金属源ZrCl₄和有机配体对苯二甲酸的质量比例为1-2mL/g。

所述的步骤(2)中，所述的调节剂为乙酸水溶液或盐酸水溶液；所述的乙酸水溶液的质量浓度为35-40％，盐酸水溶液的质量浓度为35-40％。

所述的步骤(3)中，固液分离采用离心分离或抽滤分离中的一种。

进一步的，当调节剂为乙酸水溶液时，采用离心分离的方式；当调节剂为盐酸水溶液时，采用抽滤分离的方式。

进一步的，所述的导电剂为炭黑、活性炭、乙炔黑、石墨、碳纳米管、炉黑中的一种或几种的混合物。

进一步的，所述的粘结剂为聚烯烃化合物和/或含氟树脂，所述的烯烃化合物选用丁苯橡胶或羧甲基纤维素，所述的含氟树脂选用PVDF或PTFE，优选为PVDF。

一种基于UiO-66的CDI极板，包括集流体板和附着在集流体板上的上述UiO-66吸附涂层。

所述的基于UiO-66的CDI极板的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：

按原料配比，称量原料，将UiO-66材料、导电剂、粘结剂混合均匀，得到混合物；

步骤2：

向混合物中加入调浆有机溶剂，充分搅拌均匀，得到浆料；

步骤3：

将浆料均匀涂覆在集流体板一侧，然后真空干燥，去除有机溶剂，使得集流体板一侧形成UiO-66吸附涂层，得到基于UiO-66的CDI极板。

所述的步骤2中，所述的调浆有机溶剂为二甲基乙酰胺和/或乙醇，所述的溶剂的加入量占混合物质量的比例为1-2mL/g。

所述的步骤2中，浆料的粘度为15-20s/25℃。

所述的步骤3中，涂覆采用浸渍、喷涂、涂抹工艺中的一种。

所述的步骤3中，所述的集流体板为石墨板或钛板中的一种，优选为石墨板。

一种基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置，包括CDI电吸附模块、直流稳压电源和短接导线；所述的CDI电吸附模块至少包括两块基于UiO-66的CDI极板，并且两块基于UiO-66的CDI极板中涂覆有UiO-66吸附涂层的一侧相对设置；

在吸附磷酸盐时，两块基于UiO-66的CDI极板和直流稳压电源形成通路；当脱附磷酸盐时，两块基于UiO-66的CDI极板和和短接导线形成通路。

所述的CDI电吸附模块包括若干个依次排列的基于UiO-66的CDI极板，直流稳压电源的正极通过输电线和基于UiO-66的CDI正极板相连，直流稳压电源的负极通过输电线和基于UiO-66的CDI负极板相连，在输电线上设置有直流稳压电源开关，同时，基于UiO-66的CDI正极板和基于UiO-66的CDI负极板通过短接导线连接，在短接导线上设置有短接导线开关；所述的若干个为2N个，N为大于零的正整数。

进一步的，在基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置中，在CDI电吸附模块中，相对设置的两块CDI极板之间为反应器储水单元，在反应器储水单元的下端设置有进水口，在进水口连接恒流蠕动泵；在反应器储水单元的上端设置有出水口，在出水口连接有磷酸盐浓度检测单元。

进一步的，在反应器储水单元设置有在线溶液电导率检测单元，用于实时检测溶液电导率。

本发明的一种基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的方法，采用上述装置，包括以下步骤：

步骤一：

将带有磷酸盐的原水通过装置的进水口进入装置，接通直流稳压电源，通过直流稳压电源对CDI正极板和CDI负极板施加电压，对CDI电吸附模块进行充电，进行电吸附除盐，其中，施加的电压为1.2-1.4V，当溶液电导率不在发生变化后，离子达到吸附平衡，电吸附完成，脱除磷酸盐后的淡水，从出水口出水；

步骤二：

断开直流稳压电源，将CDI电吸附模块中，CDI负极板和CDI正极板短接放电，待离子脱附完全后，完成一次吸脱附过程，得到的磷酸盐离子富集浓水外排；

步骤三：

重复步骤一和步骤二，循环往复，实现了原水中，磷酸盐离子的脱除和富集。

所述的步骤一中，所述的带有磷酸盐的原水，其进水流速为5-20mL/min。

所述的步骤一中，CDI正极板和CDI负极板的间距为2mm。

所述的步骤一中，所述的吸附，优选吸附时间为150-180s。

所述的基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的方法，对于浓度为15-50mg/L的磷酸盐水体，其磷酸盐离子的吸附率为45％-72％。

本发明的一种基于UiO-66的CDI极板及脱磷酸盐的装置和方法，其有益效果是：

1、本发明采用的UiO-66材料是一种基于锆的吸附材料，其具有丰富的羟基官能团和Zr-OH基团，可以通过路易斯酸-碱相互作用吸附磷酸盐，在磷酸盐修复方面具有众多优点，如高捕获能力、快速吸附速率和大的pH操作范围。每个Zr₆O₄(OH)₄簇含有六个中心Zr阳离子、四个μ3-O桥以及四个μ3-OH基团，可以提供丰富的Zr-OH基团。UiO-66表现出较强的吸附能力为磷酸盐的净化与回收作用。

2、本发明通过该UiO-66材料制备出UiO-66吸附涂层，和集流体结合后，形成CDI模块，通过对UiO-66吸附涂层施加电压，溶液中阴阳离子在电场作用下迅速向极板聚集，其中磷酸盐阴离子进入极板涂层中丰富的不饱和的金属离子的吸附位点中，实现了吸附过程的稳定和加速，提高了低浓度磷酸盐的吸附率，降低了二次污染。

3、本发明中，在UiO-66材料的制备过程中，添加了调节剂能够实现缺陷位，从而增加了UiO-66的比表面积，对基于UiO-66材料的CDI材料，能够增强其吸附效果，提升对水体中磷酸盐的脱除。并且，该UiO-66吸附涂层，在吸附-脱附10次以上，其脱附率依然能够达到98％以上，能够证明其再生能力强，使用周期长，产品性质稳定。

附图说明

图1为本发明基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置充电(吸附)示意图；

图2为本发明基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置放电(脱附)示意图；

其中，1为反应器储水单元，2为基于UiO-66的CDI正极板，3为基于UiO-66的CDI负极板、4为直流稳压电源，5为磷酸盐浓度检测单元，6为UiO-66吸附涂层，7为短接导线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种UiO-66材料的制备方法，本实施例中，UiO-66材料是通过溶剂热合成法制备的。溶剂热合成法在液相体系中进行，使用合适的纯溶剂，通过金属离子与有机配体的自组装过程，制备具有三维孔洞结构的UiO-66材料。

本实施例中，UiO-66材料由下述方法合成：

将作为金属源的ZrCl₄(0.63g，2.7mmol)和提供有机配体的对苯二甲酸(0.63g，3.8mmol)在磁力搅拌下加入到N，N-二甲基甲酰胺有机溶液(50mL)中，加入作为调节剂的37wt.％乙酸(5mL)。搅拌均匀后，得到反应溶液；

将反应溶液置于聚四氟乙烯衬里的反应釜(100mL)中，将反应釜放入干燥箱中120℃加热24小时。自然冷却至室温后，加入能够将产物充分析出的甲醇溶液静置6小时，甲醇可完全洗去反应后溶液中多余的有机溶剂DMF。静置后，采用离心的方式进行固液分离，离心三次且每次加入的均为甲醇溶液进行清洗；最后将所得初产品置于100℃干燥箱中干燥20小时，即可得到白色粉末状UiO-66材料，其比表面积可达1789.12m²g^-1。

实施例2

一种UiO-66材料的制备方法，本实施例中，UiO-66材料是通过溶剂热合成法制备的。溶剂热合成法在液相体系中进行，使用合适的纯溶剂，通过金属离子与有机配体的自组装过程，制备具有三维孔洞结构的UiO-66材料。

本实施例中，UiO-66材料由下述方法合成：

将作为金属源的ZrCl₄(0.63g，2.7mmol)和提供有机配体的对苯二甲酸(0.63g，3.8mmol)在磁力搅拌下加入到N，N-二甲基甲酰胺有机溶液(50mL)中，加入作为调节剂的37wt.％盐酸(5mL)。搅拌均匀后，得到反应溶液；

将反应溶液置于聚四氟乙烯衬里的反应釜(100mL)中，将反应釜放入干燥箱中120℃加热24小时。自然冷却至室温后，加入能够将产物充分析出的甲醇溶液静置6小时，甲醇可完全洗去反应后溶液中多余的有机溶剂DMF。静置后，采用抽滤的方式进行固液分离，抽滤三次且每次加入甲醇溶液犀利搅拌20分钟，最后将所得初产品置于100℃干燥箱中干燥20小时，即可得到白色粉末状UiO-66材料，其比表面积可达1623.19m²g^-1。

实施例3

一种基于UiO-66的CDI极板，由集流体板和涂覆在集流体板一侧的UiO-66吸附涂层组成，其中，所述的UiO-66吸附涂层包括以下原料：实施例1制备的UiO-66材料、炭黑和PVDF；本实施例中，集流体板采用石墨板；

该基于UiO-66的CDI极板由下述方法制备：按质量比，UiO-66材料：炭黑：PVDF＝18:1:1的比例，将实施例1制备的UiO-66材料、导电剂(炭黑)和聚四氟乙稀粘结剂(PVDF)混合均匀，得到混合物，然后按每克混合物加入2mL的二甲基乙酰胺有机溶剂配比，加入二甲基乙酰胺有机溶剂，磁力搅拌充分搅拌4小时，形成具有一定粘度的浆料。

将浆料均匀涂抹在石墨板上，面积为25cm²。将涂覆有浆料的石墨板置于真空烘箱中80℃干燥20小时，使浆料中的二甲基乙酰胺有机溶剂在真空条件下完全挥发，得到基于UiO-66的CDI极板。

实施例4

一种基于UiO-66的CDI极板，由集流体板和涂覆在集流体板一侧的UiO-66吸附涂层组成，其中，所述的UiO-66吸附涂层包括以下原料：实施例1制备的UiO-66材料、石墨和PVDF；本实施例中，集流体板采用石墨板；

该基于UiO-66的CDI极板由下述方法制备：按质量比，UiO-66材料：炭黑：PVDF＝18:1:1的比例，将实施例1制备的UiO-66材料、导电剂(石墨)和羧甲基纤维素粘结剂(CMC)混合均匀，得到混合物，然后按每克混合物加入1mL的乙醇有机溶剂配比，加入乙醇有机溶剂，磁力搅拌充分搅拌4小时，形成具有一定粘度的浆料。

将浆料均匀涂抹在石墨板上，面积为25cm²。将涂覆有浆料的石墨板置于真空烘箱中50℃干燥10小时，使浆料中的乙醇有机溶剂在真空条件下完全挥发，得到基于UiO-66的CDI极板。

实施例5

一种基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置，包括CDI电吸附模块、直流稳压电源5和短接导线7；所述的CDI电吸附模块为两块基于UiO-66的CDI极板组成，并且两块基于UiO-66的CDI极板中涂覆有UiO-66吸附涂层6的一侧相对设置；直流稳压电源4的正极通过输电线和基于UiO-66的CDI正极板2相连，直流稳压电源4的负极通过输电线和基于UiO-66的CDI负极板3相连，在输电线上设置有直流稳压电源开关，同时，基于UiO-66的CDI正极板2和基于UiO-66的CDI负极板3还通过短接导线连接，在短接导线上设置有短接导线开关；

在吸附磷酸盐时，两块基于UiO-66的CDI极板和直流稳压电源4形成通路；当脱附磷酸盐时，两块基于UiO-66的CDI极板和和短接导线7形成通路。

在基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置中，在CDI电吸附模块中，相对设置的两块CDI极板之间为反应器储水单元1，在反应器储水单元1的下端设置有进水口，在进水口连接恒流蠕动泵；在反应器储水单元1的上端设置有出水口，在出水口连接有磷酸盐浓度检测单元5。

同时，在反应器储水单元设置有在线溶液电导率检测单元，用于实时检测溶液电导率。

在吸附的过程中，其连接示意图见图1，通过在基于UiO-66的CDI正极板2和基于UiO-66的CDI负极板3上，接通直流稳压电源4，从而施加稳定的直流电，使反应器储水单元1中的磷酸盐离子在电场的作用下富集在UiO-66吸附涂层6上，出水的磷酸盐浓度降低，得到淡水，通过磷酸盐浓度检测单元5检测磷酸盐的浓度，通过(进水浓度-出水浓度)/进水浓度得出吸附率。

当持续进水时，溶液电导率在一个吸附周期还是没有变化，则UIO-66吸附涂层6达到饱和，在UIO-66吸附涂层6达到吸附饱和后，进入脱附步骤，其连接示意图见图2，关闭直流稳压电源4的开关，打开短接导线7通路的开关，采用短接导线7替代直流稳压电源4短接基于UiO-66的CDI正极板2和基于UiO-66的CDI负极板3，两极板短接后电压逐渐消失，同时吸附效果将消失，UIO-66吸附涂层6中吸附的磷酸盐离子将进入反应器储水单元1，得到富集的磷酸盐溶液的浓水，出水通过磷酸盐浓度检测单元5检测磷酸盐的浓度，得出UIO-66脱附的比例。

所述CDI完整模块采用循环进出水的方式，利用恒流蠕动泵以15mL/min的流速将不同浓度的原水抽出，从装有UIO-66-石墨板的反应槽模的底部流入，经顶部流出，最终再流回烧杯中，并在两块石墨板的两端架设直流稳压电源。

实施例6

采用实施例5的基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置处理初始浓度分别为15mg/L、30mg/L和40mg/L的磷酸二氢钠溶液。

操作条件为：进水流速为5mL/min，CDI电吸附模块的操作电压为1.2V，CDI电吸附模块中CDI极板水平间距为2mm。

一种基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的方法，按照以下步骤进行：

(1)用去离子水(初始电导率为2μs/cm)配制初始浓度分别为15mg/L、30mg/L和40mg/L的NaH₂PO₄溶液即模拟原水。

(2)利用恒流蠕动泵以5mL/min流速将NaH₂PO₄原水抽入反应器储水单元1中，用直流稳压电源4对CDI电吸附模块两端施以1.2V电源电压。经过180s吸附时间后，待反应器储水单元1中电导率不再变化时，说明离子达吸附平衡，电吸附过程完成。打开出水口得到脱盐后的淡水。

(3)继续利用恒流蠕动泵以5mL/min流速将NaH₂PO₄原水抽入进行(2)中过程，直至UIO-66吸附饱和。

(4)采用过硫酸钾-钼锑抗分光光度法测定出水水样中的总磷浓度，结合进水浓度，计算各浓度下磷酸根离子的吸附率，结果见表1。

(5)将上述吸附饱和后的CDI电吸附模块CDI极板短接，同时继续利用恒流蠕动泵以5mL/min流速将NaH₂PO₄原水抽出，流入反应器储水单元1中，反应器中离子浓度升高。待反应器储水单元1出水电导率不再变化时，说明离子达脱附平衡，电吸附过程完成。打开出水口得到富集磷酸盐的浓水。

(6)采用过硫酸钾-钼锑抗分光光度法测定出水水样中的总磷浓度，经过10次吸附-脱附循环，通过∑浓水量*浓水浓度/(∑进水浓度*进水量-∑淡水出水浓度*淡水出水量)计算其10次脱附总脱附率，结果见表1。

表1基于UIO-66的复合材料的CDI脱磷酸盐的吸附率和脱附率

溶液初始浓度(mg/L)	15	30	40
				吸附率(％)	46.2	62.8	69.3
10次脱附率(％)	98.6％	98.5％	98.3％

实施例7

采用实施例5中，基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置，进行脱磷酸盐的方法，按照以下步骤进行：

为了模拟磷酸盐的脱除效果，实验室分别配制30mg/L、40mg/L、50mg/L浓度的磷酸二氢钠溶液。

将基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置中，直流稳压电源对CDI极板中的两块石墨板的两端施以1.4V的电源电压，对电吸附模块充电进行电吸附除盐。经过一定时间的吸附后，待溶液电导率不再变化时说明离子达吸附平衡，电吸附过程完成，可以得到去除离子后的出水。随后开始离子脱附(放电过程)实验——断开电源，将正负电极短接放电，待离子脱附完全后，完成一次吸脱附即充放电过程，可以得到磷酸盐离子富集的浓水。然后再重新连接电源，进行新一轮吸脱附(充放电)，如此循环往复，实现磷酸盐离子的脱除和富集。使用这种方法在实例中实现了高效率的磷酸盐吸附率(去除率)，其具体数据见表2。

表2基于UIO-66的复合材料的CDI脱磷酸盐的吸附率和脱附率

溶液初始浓度(mg/L)	30	40	50
				吸附率(％)	64.5	70.5	71.8
10次脱附率(％)	98.1	97.9	97.9

。

Claims (10)

1.一种UiO-66吸附涂层，其特征在于，该UiO-66吸附涂层的原料包括UiO-66材料、导电剂和粘结剂；

按质量比，UiO-66材料：导电剂：粘结剂＝(18-16):1:1。

2.根据权利要求1所述的UiO-66吸附涂层，其特征在于，所述的UiO-66吸附涂层中，采用的UiO-66材料的化学式为Zr₆O₄(OH)₄(CO₂)₁₂，其具有三维孔洞结构，采用BET比表面积测定其比表面积为1600-1800m²g^-1。

3.根据权利要求1所述的UiO-66吸附涂层，其特征在于，所述的导电剂为炭黑、活性炭、乙炔黑、石墨、碳纳米管、炉黑中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的UiO-66吸附涂层，其特征在于，所述的粘结剂为聚烯烃化合物和/或含氟树脂。

5.一种基于UiO-66的CDI极板，其特征在于，该基于UiO-66的CDI极板包括集流体板和附着在集流体板上的权利要求1-4任意一项所述的UiO-66吸附涂层。

6.根据权利要求5所述的基于UiO-66的CDI极板，其特征在于，所述的集流体板为石墨板或钛板中的一种。

7.权利要求5所述的基于UiO-66的CDI极板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：

按原料配比，称量原料，将UiO-66材料、导电剂、粘结剂混合均匀，得到混合物；

步骤2：

向混合物中加入调浆有机溶剂，充分搅拌均匀，得到浆料；

步骤3：

将浆料均匀涂覆在集流体板一侧，然后真空干燥，去除有机溶剂，使得集流体板一侧形成UiO-66吸附涂层，得到基于UiO-66的CDI极板。

8.一种基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置，其特征在于，该基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置包括CDI电吸附模块、直流稳压电源和短接导线；所述的CDI电吸附模块至少包括两块权利要求5所述的基于UiO-66的CDI极板，并且两块基于UiO-66的CDI极板中涂覆有UiO-66吸附涂层的一侧相对设置；

在吸附磷酸盐时，两块基于UiO-66的CDI极板和直流稳压电源形成通路；当脱附磷酸盐时，两块基于UiO-66的CDI极板和和短接导线形成通路。

9.一种基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的方法，其特征在于，采用权利要求8所述基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的装置，包括以下步骤：

步骤一：

将带有磷酸盐的原水通过装置的进水口进入装置，接通直流稳压电源，通过直流稳压电源对CDI正极板和CDI负极板施加电压，对CDI电吸附模块进行充电，进行电吸附除盐，其中，施加的电压为1.2-1.4V，当溶液电导率不在发生变化后，离子达到吸附平衡，电吸附完成，脱除磷酸盐后的淡水，从出水口出水；

步骤二：

断开直流稳压电源，将CDI电吸附模块中，CDI负极板和CDI正极板短接放电，待离子脱附完全后，完成一次吸脱附过程，得到的磷酸盐离子富集浓水外排；

步骤三：

重复步骤一和步骤二，循环往复，实现了原水中，磷酸盐离子的脱除和富集。

10.根据权利要求9所述的基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的方法，其特征在于，所述的基于UiO-66的CDI极板的脱磷酸盐的方法，对于浓度为15-50mg/L的磷酸盐水体，其磷酸盐离子的吸附率为45％-72％。

Images