CN112875813A - 一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极及包含该碳阳极的不对称cdi模块 - Google Patents

一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极及包含该碳阳极的不对称cdi模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极及包含该碳阳极的不对称CDI模块，属于电容去离子技术领域。一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极，所述阳极由石墨纸和涂覆在其上的浆料经干燥所得，壳聚糖溶液中加入戊二醛溶液，得到交联壳聚糖溶液；将电极材料加入所得的交联壳聚糖溶液搅拌得浆料，将所得浆料涂覆到石墨纸上既得。本发明中用于涂覆碳阳极的带正电交联壳聚糖，只进行简单的交联处理，操作十分简单可行，再者，该电极的制备无需有机溶剂，避免了对环境造成污染，另外，交联得到的带正电壳聚糖在CDI模块中起到了阴离子交换膜的作用，大大降低了膜的制备成本，有助于该粘结剂在电容去离子技术的广泛推广。

Description

一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极及包含该碳阳极的不对 称CDI模块
技术领域
本发明涉及一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极及包含该碳阳极的不对称CDI模块，属于电容去离子技术领域。
背景技术
电容去离子(Capacitive Deionization，CDI)是一种集低成本和节能于一体的电吸附技术，在过去的十年中受到了广泛的关注。在传统的CDI中，模块的两侧是基于多孔碳电极组装了一个双电层电容器(EDLC)，从而吸附盐水中的阴阳离子。除传统的CDI外，CDI的模块还分为以下几种类型，如膜电容去离子(MCDI)、反式电容去离子(i-CDI)、流动式电容去离子(FCDI)和杂化电容去离子(HCDI)等。总而言之， CDI是一种很有前景的海水淡化技术，可以获得丰富的淡水资源。
在大多数CDI电极中，疏水性的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)通常被用作结合活性材料的粘合剂。但PVDF需要用有机溶剂溶解，如易燃易爆的N,N- 二甲基乙酰胺，这不仅会对人体健康造成危害，而且化学试剂的消耗不可避免地对环境造成破坏。此外，PVDF的粘附性能和循环稳定性较差。因此，有必要寻找一种环保和稳定的粘结剂取代PVDF，并进一步提高模块的CDI性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于带正电交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块，即以交联壳聚糖作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极用作模块的阳极，以聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极用作模块的阴极，并组装成模块用于电容去离子脱盐技术；该方法易操作，低污染，低成本；基于带正电交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块具有吸附容量高，循环稳定性高等优点，其中的交联壳聚糖起到了阴离子交换膜的作用，具有良好的应用前景。
一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极，所述阳极由石墨纸和涂覆在其上的浆料经干燥所得，所述电极按下述方法制得：
(a)按质量比为1:100～1:10将壳聚糖粉末溶于稀醋酸溶液，得壳聚糖溶液；向所得壳聚糖溶液中加入戊二醛溶液，搅拌12～24h，得到交联壳聚糖溶液，所述戊二醛溶液与壳聚糖溶液的质量比为1:100～1:10；
(b)将活性碳与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入适量稀醋酸，搅拌均匀；再加入步骤(a)所得的交联壳聚糖溶液，所述交联壳聚糖与活性碳的质量比为1:10～1:6，搅拌至少12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，涂膜厚度为100～500μm，干燥2～24h，既得。
上述技术方案中，所述活性碳的比表面积大于或等于1000m2/g。
上述技术方案中，所述壳聚糖粉末的脱乙酰度大于或等于95％，粘度为100～200mpa·s。
上述技术方案中，所述稀醋酸溶液的浓度为1～5wt.％。
上述技术方案中，所述戊二醛溶液的浓度为1～10wt.％。
上述技术方案中，所述石墨纸为商业购得，优选尺寸为(5～7)×(6～8)cm2。
上述技术方案中，所述聚偏氟乙烯的分子量大于或等于53400。
上述技术方案中，步骤(b)将活性碳与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入适量稀醋酸，其中，稀醋酸的加入量以能够形成可涂覆的浆料即可，本领域技术人员可通过实际情况进行调整。
本发明的另一个目的是提供利用上述基于带正电交联壳聚糖的碳阳极作为阳极的不对称CDI模块。
一种以基于带正电交联壳聚糖的碳阳极为阳极的不对称CDI模块，所述模块由左至右依次由有机玻璃板、钛集流体、所述带正电交联壳聚糖的碳阳极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、基于聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素的碳电极、钛集流体和有机玻璃板组成。
进一步地，所述基于聚偏氟乙烯的碳电极的制备方法包括下述步骤：将活性碳与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入适量N,N-二甲基乙酰胺溶液，搅拌均匀；再加入聚偏氟乙烯的N,N-二甲基乙酰胺溶液，所述的聚偏氟乙烯与活性碳的质量比为1:10～1:6；搅拌至少12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，涂膜厚度为100～500μm，干燥2～24h，既得。
上述技术方案中，所述N,N-二甲基乙酰胺溶液的浓度大于或等于99wt.％。
上述N,N-二甲基乙酰胺溶液的加入量以能够形成可涂覆的浆料即可，本领域技术人员可通过实际情况进行调整。
进一步地，所述基于磺化羧甲基纤维素的碳电极的制备方法包括下述步骤：将羧甲基纤维素与浓度为2.5％的稀醋酸溶液按质量比为1：49混合后，室温下搅拌4h；再加入磺基琥珀酸，羧甲基纤维素与磺基琥珀酸质量比为5：1，室温搅拌1h，使其混合均匀后在110℃下反应得到磺化羧甲基纤维素粘结剂。将上述碳阴极与乙炔黑以8:1 的质量比混合均匀后，加入浓度为99wt.％的N,N-二甲基乙酰溶液胺，搅拌均匀；将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，干燥 12h，既得。
进一步地，所述不对称CDI模块连接方法如下：
(a)将所述不对称CDI模块中的基于带正电交联壳聚糖的碳阳极与电化学工作站的正极连接，所述基于带正电交联壳聚糖的碳阳极用作模块的阳极；
(b)将基于聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素的碳电极与电化学工作站的负极连接，所述基于聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素的碳电极用作模块的阴极；
(c)通过施加直流电压构成闭合回路，同时，使待处理的盐溶液由一个端板入口流入模块，并由另一端板出口流出模块。
本发明的又一目的是提供利用上述基于不对称CDI模块的脱盐方法。
一种所述不对称CDI模块的脱盐方法，所述方法包括以下步骤：
(a)采用蠕动泵将NaCl溶液由蓄水池送入CDI模块，最后又流回蓄水池，所述蠕动泵的转速为5～100mL/min；NaCl溶液的浓度为100～10000mg/L；
(b)利用直流电压电路对CDI模块施加电压，所述电压范围为0.4～1.8V；施压时间为5～60min，采用电导率探针在CDI模块出口处实时检测NaCl溶液的电导率，以确定吸附量；
(c)电极吸附饱和后，停止施加电压进行脱附，实现电极的再生，脱附时间为 5～60min；
(d)重复步骤(a)～(c)，进行下一个电容去离子循环。
本发明的有益效果为：本发明中用于涂覆碳阳极的交联壳聚糖，表面携带了大量的正电荷，在pH＝2～10范围的Zeta电位为10～80mV，材料的水接触角为10～20°，基于带正电交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块具有较大的吸附容量，在吸附电压为1.2V时，其吸附容量为10～20mg/g，在相同条件下，基于未交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块的脱盐量为5～15mg/g，基于聚偏氟乙烯涂覆于碳极的对称 CDI模块的脱盐量为2～10mg/g，另外，基于带正电交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块具有较高的循环稳定性，在吸脱附电压为0.8/0V时，其500次循环再生保持率在90％以上；，在相同条件下，基于聚偏氟乙烯涂覆于碳极的对称CDI模块的脱盐保持率为20～40％。该基于带正电交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块具有较高的脱盐容量和循环稳定性，因此展现了良好的应用前景。
本发明中用于涂覆碳阳极的带正电交联壳聚糖，只进行简单的交联处理，操作十分简单可行，再者，该电极的制备无需有机溶剂，避免了对环境造成污染，另外，交联得到的带正电壳聚糖在CDI模块中起到了阴离子交换膜的作用，大大降低了膜的制备成本，有助于该粘结剂在电容去离子技术的广泛推广。
附图说明
图1是实施例1中交联壳聚糖和对比例1中未交联壳聚糖样品的Zeta电位。
图2是实施例1中交联壳聚糖(a)和对比例2中聚偏氟乙烯(b)的水接触角。
图3是不对称CDI模块的组装结构图。
其中：1a为有机玻璃板，1b为钛集流体，1c为以交联壳聚糖作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，1c’为以聚偏氟乙烯作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，1d为无纺布，1e为硅胶垫片。
图4是CDI模块应用于电容去离子过程的工艺流程图。
其中：1为蓄水池，2为蠕动泵，3为CDI模块，4为电化学工作站，5为电导率探针。
图5是实施例1、对比例1和对比例2中CDI模块用于电容去离子过程的脱盐性能图。
其中：2a为交联壳聚糖涂覆于碳阳极和聚偏氟乙烯涂覆于碳阴极组成的不对称CDI模块；2b为未交联壳聚糖涂覆于碳阳极和聚偏氟乙烯涂覆于碳阴极组成的不对称 CDI模块；2c为聚偏氟乙烯涂覆于碳阳极和聚偏氟乙烯涂覆于碳阴极组成的对称CDI 模块。
图6是实施例1和对比例2中CDI模块在80次循环脱盐过程中的再生性能图。
其中：3a为交联壳聚糖涂覆于碳阳极和聚偏氟乙烯涂覆于碳阴极组成的不对称CDI模块；3b为聚偏氟乙烯涂覆于碳阳极和聚偏氟乙烯涂覆于碳阴极组成的对称CDI 模块。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1基于交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块的脱盐测试
(a)将2g壳聚糖粉末加入98g浓度为2wt.％的稀醋酸溶液，搅拌过夜，形成壳聚糖溶液，再加入浓度为1wt.％的戊二醛溶液，所述戊二醛溶液与壳聚糖溶液的质量比为3:100；搅拌12h，得到交联壳聚糖溶液；
(b)将活性碳与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为2wt.％的稀醋酸，搅拌均匀；再加入(a)所制备的交联壳聚糖溶液，所述的交联壳聚糖与活性碳的质量比为1:8；搅拌12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7 cm2，涂膜厚度为200μm，60℃下干燥12h，得到以交联壳聚糖作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，并将此电极作为CDI模块的阳极；
(c)将活性碳与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为99wt.％的N,N-二甲基乙酰胺溶液，搅拌均匀；再加入质量浓度为2％的聚偏氟乙烯的N,N- 二甲基乙酰胺溶液，所述的聚偏氟乙烯与活性碳的质量比为1:8；搅拌12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，干燥12h，得到以聚偏氟乙烯作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，并将此电极作为CDI模块的阴极。
(d)将步骤(b)制得的阳极和步骤(c)制得的阴极如图3所示组装成不对称 CDI模块，所述模块依次由有机玻璃板、钛集流体、步骤(b)所得电极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、步骤(c)所得电极、钛集流体和有机玻璃板组成。
(e)对(d)中所述的CDI模块进行电容去离子性能测试，工艺流程图如图4所示，具体步骤如下：将(d)所述CDI模块(3)中的阳极与电化学工作站(4)的正极连接，再将(d)所述CDI模块(3)中的阴极与电化学工作站(4)的负极连接，通过施加直流电压构成闭合回路，采用蠕动泵(2)将浓度为500mg/L的NaCl溶液由蓄水池(1)送入所述CDI模块(3)入口，最后又流回蓄水池(1)。在CDI模块出口处用电导率探针(5)实时检测NaCl溶液的电导率的变化，以确定CDI模块(3)的吸附容量。对所述模块施加1.2V的电压进行离子的吸附，短接所述模块的两个电极进行脱附，实现电极的再生。NaCl溶液流速控制在9mL/min，吸附和脱附时间均为 10min。
对上述的交联壳聚糖在pH＝2～10范围进行Zeta电位的测定，如图1所示。步骤(a)交联壳聚糖的Zeta电位在pH＝2～10范围均为正值，且与未交联壳聚糖相比，具有更高的Zeta电位值，说明了其表面携带更多的正电荷，更易于吸附阴离子。
对上述的交联壳聚糖进行水接触角的测试，接触角图如图a所示。可知交联壳聚糖的水接触角为13°，相比于聚偏氟乙烯(接触角为62°)，体现了材料的强亲水性，有利于电吸附中离子的进出。
对上述的CDI模块进行电容去离子性能测试，电导率变化曲线如图5所示。该 CDI模块在1.2V的电压下，吸附容量可达16.0mg/g。对上述的模块进行循环脱盐测试，80次的再生性能图如图6所示。该模块在0.8/0V下循环80次之后的脱盐保持率高达82.8％。
实施例2基于交联壳聚糖涂覆碳的阳极作一电极，负电羧甲基纤维素粘结剂的碳阴极作为一电极的不对称CDI模块的脱盐测试
(a)将2g壳聚糖粉末加入98g浓度为2wt.％的稀醋酸溶液，搅拌过夜，形成壳聚糖溶液，再加入浓度为1wt.％的戊二醛溶液，所述戊二醛溶液与壳聚糖溶液的质量比为3:100；搅拌12h，得到交联壳聚糖溶液；
(b)将活性碳与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为2wt.％的稀醋酸，搅拌均匀；再加入(a)所制备的交联壳聚糖溶液，所述的交联壳聚糖与活性碳的质量比为1:8；搅拌12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7 cm2，涂膜厚度为200μm，60℃下干燥12h，得到以交联壳聚糖作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，并将此电极作为CDI模块的阳极；
(c)以负电羧甲基纤维素粘结剂的碳阴极的制备方法包括下述工艺步骤：将1gCMC加入到49g质量分数为2.5％稀醋酸溶液中，室温下搅拌4h，制备得到质量分数为2％的CMC粘结剂。在制备好的CMC粘结剂中加入0.2g磺基琥珀酸(SSA)，室温搅拌1h确保混合均匀，随后在110℃下反应制备得到磺酸基团修饰的粘结剂 (SCMC)。将活性炭与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为99wt.％的N,N-二甲基乙酰溶液胺，搅拌均匀；将所得磺化羧甲基纤维素粘结剂按与活性炭的质量比为1:8加入磺化羧甲基纤维素粘结剂，得浆料；将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，干燥12h，既得。
(d)将步骤(b)制得的阳极和步骤(c)制得的阴极如图3所示组装成不对称 CDI模块，作ICDI测试，所述模块依次由有机玻璃板、钛集流体、步骤(b)所得电极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、步骤(c)所得电极、钛集流体和有机玻璃板组成。
(e)对(d)中所述的ICDI模块进行反式电容去离子性能测试，工艺流程图如图4所示，具体步骤如下：在不加电压时候进行脱盐，在如下状况下进行再生：将(d) 所述CDI模块(3)中的阳极与电化学工作站(4)的正极连接，再将(d)所述CDI 模块(3)中的阴极与电化学工作站(4)的负极连接，通过施加直流电压构成闭合回路，采用蠕动泵(2)将一定浓度NaCl溶液由蓄水池(1)送入所述CDI模块(3)入口，最后又流回蓄水池(1)。在ICDI模块出口处用电导率探针(5)实时检测NaCl 溶液的电导率的变化，以确定ICDI模块(3)的吸附容量。对所述模块施加1.2V的电压进行离子的再生，短接所述模块的两个电极进行吸附。
对上述的ICDI模块进行电容去离子性能测试，电导率变化曲线如图5所示。该ICDI模块吸附容量可达20.5mg/g，吸附速率可达5.21mg/g min。并对上述的模块进行循环脱盐测试。该模块在0.8/0V下循环500次之后的脱盐保持率高达92.8％。
对比例1基于未交联壳聚糖涂覆于碳阳极的不对称CDI模块的脱盐测试
(a)将2g壳聚糖粉末加入98g浓度为2wt.％的稀醋酸溶液，搅拌过夜，形成未交联壳聚糖溶液；
(b)将活性碳与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为2wt.％的稀醋酸，搅拌均匀；再加入未交联壳聚糖溶液，所述的未交联壳聚糖与活性碳的质量比为1:8；搅拌12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，60℃下干燥12h，得到以未交联壳聚糖作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，并将此电极作为CDI模块的阳极；
(c)将活性碳与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为99wt.％的N,N-二甲基乙酰胺，搅拌均匀；再加入质量浓度为2％的聚偏氟乙烯的N,N-二甲基乙酰胺溶液，所述的聚偏氟乙烯与活性碳的质量比为1:8；搅拌12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，干燥12h，得到以聚偏氟乙烯作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，并将此电极作为CDI模块的阴极。
(d)将步骤(b)制得的阳极和步骤(c)制得的阴极如图3所示组装成不对称 CDI模块，所述模块依次由有机玻璃板、钛集流体、步骤(b)所得电极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、步骤(c)所得电极、钛集流体和有机玻璃板组成。
(e)对(d)中所述的CDI模块进行电容去离子性能测试，工艺流程图如图4所示，具体步骤如下：将(c)所述CDI模块(3)中的阳极与电化学工作站(4)的正极连接，再将(c)所述CDI模块(3)中的阴极与电化学工作站(4)的负极连接，通过施加直流电压构成闭合回路，采用蠕动泵(2)将浓度为500mg/L的NaCl溶液由蓄水池(1)送入所述CDI模块(3)入口，最后又流回蓄水池(1)。在CDI模块出口处用电导率探针(5)实时检测NaCl溶液的电导率的变化，以确定CDI模块(3)的吸附容量。对所述模块施加1.2V的电压进行离子的吸附，短接所述模块的两个电极进行脱附，实现电极的再生。NaCl溶液流速控制在9mL/min，吸附和脱附时间均为 10min。
对上述的未交联壳聚糖在pH＝2～10范围进行Zeta电位的测定，如图1所示。步骤(a)未交联壳聚糖的Zeta电位在pH＝2～10范围均为正值，但与交联壳聚糖相比，具有更低的Zeta电位值，说明了其表面携带较少的正电荷。
对上述的CDI模块进行电容去离子性能测试，电导率变化曲线如图5所示。该 CDI模块在1.2V的电压下，吸附容量为11.4mg/g。
对比例2基于聚偏氟乙烯涂覆于碳极的对称CDI模块的脱盐测试
(a)将活性碳与乙炔黑以8g:1g的质量比混合均匀后，加入1mL浓度为99wt.％的N,N-二甲基乙酰胺溶液，搅拌均匀；再加入质量浓度为2％的聚偏氟乙烯的N,N- 二甲基乙酰胺溶液，所述的聚偏氟乙烯与活性碳的质量比为1:8；搅拌12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，干燥12h，得到以聚偏氟乙烯作为粘结剂涂覆于活性碳组成的电极，并将此电极作为CDI模块的阳极；
(b)重复步骤(a)，并将制得的电极作为CDI模块的阴极；
(c)将步骤(a)制得的阳极和步骤(b)制得的阴极如图3所示组装成对称CDI 模块，所述模块依次由有机玻璃板、钛集流体、步骤(a)所得电极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、步骤(b)所得电极、钛集流体和有机玻璃板组成。
(d)对(c)中所述的CDI模块进行电容去离子性能测试，工艺流程图如图4所示，具体步骤如下：将(c)所述CDI模块(3)中的阳极与电化学工作站(4)的正极连接，再将(c)所述CDI模块(3)中的阴极与电化学工作站(4)的负极连接，通过施加直流电压构成闭合回路，采用蠕动泵(2)将浓度为500mg/L的NaCl溶液由蓄水池(1)送入所述CDI模块(3)入口，最后又流回蓄水池(1)。在CDI模块出口处用电导率探针(5)实时检测NaCl溶液的电导率的变化，以确定CDI模块(3)的吸附容量。对所述模块施加1.2V的电压进行离子的吸附，短接所述模块的两个电极进行脱附，实现电极的再生。NaCl溶液流速控制在9mL/min，吸附和脱附时间均为 10min。
对上述的聚偏氟乙烯进行水接触角的测试，接触角图如a所示。可知聚偏氟乙烯的水接触角为62°，体现了材料的疏水性。
对上述的CDI模块进行电容去离子性能测试，电导率变化曲线如图5所示。该CDI模块在1.2V的电压下，吸附容量可达7.31mg/g。对上述的模块进行循环脱盐测试，80次的再生性能图如图6所示。该模块在0.8/0V下循环80次之后的脱盐保持率为29.0％。

Claims (8)

1.一种基于带正电交联壳聚糖的碳阳极，其特征在于：所述阳极由石墨纸和涂覆在其上的浆料经干燥所得，所述电极按下述方法制得：
(a)按质量比为1:100～1:10将壳聚糖粉末溶于稀醋酸溶液，得壳聚糖溶液；向所得壳聚糖溶液中加入戊二醛溶液，搅拌12～24h，得到交联壳聚糖溶液，所述戊二醛溶液与壳聚糖溶液的质量比为1:100～1:10；
(b)将活性碳与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入适量稀醋酸，搅拌均匀；再加入步骤(a)所得的交联壳聚糖溶液，所述交联壳聚糖与活性碳的质量比为1:10～1:6，搅拌至少12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，涂膜厚度为100～500μm，干燥2～24h，既得。
2.根据权利要求1所述的碳阳极，其特征在于：所述活性碳的比表面积大于或等于1000m2/g；所述壳聚糖粉末的脱乙酰度大于或等于95％，粘度为100～200mpa·s。
3.根据权利要求1所述的碳阳极，其特征在于：所述稀醋酸溶液的浓度为1～5wt.％；所述戊二醛溶液的浓度为1～10wt.％。
4.一种以权利要求1所述基于带正电交联壳聚糖的碳阳极为阳极的不对称CDI模块，其特征在于：所述模块由左至右依次由有机玻璃板、钛集流体、权利要求1所述带正电交联壳聚糖的碳阳极、无纺布、硅胶垫片、无纺布、基于聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素的碳电极、钛集流体和有机玻璃板组成。
5.根据权利要求4所述的CDI模块，其特征在于：所述基于聚偏氟乙烯的碳电极的制备方法包括下述步骤：将活性碳与乙炔黑以6:1～10:1的质量比混合均匀后，加入适量N,N-二甲基乙酰胺溶液，搅拌均匀；再加入质量浓度为2％的聚偏氟乙烯的N,N-二甲基乙酰胺溶液，所述的聚偏氟乙烯与活性碳的质量比为1:10～1:6；搅拌至少12h，将所得浆料涂覆到石墨纸上，涂膜厚度为100～500μm，干燥2～24h，既得。
6.根据权利要求4所述的CDI模块，其特征在于：所述基于磺化羧甲基纤维素的碳电极的制备方法包括下述步骤：将羧甲基纤维素与浓度为2.5％的稀醋酸溶液按质量比为1：49混合后，室温下搅拌4h；再加入磺基琥珀酸，羧甲基纤维素与磺基琥珀酸质量比为5：1，室温搅拌1h，使其混合均匀后在110℃下反应得到磺化羧甲基纤维素粘结剂；将活性炭与乙炔黑以8:1的质量比混合均匀后，加入浓度为99wt.％的N,N-二甲基乙酰溶液胺，搅拌均匀；将所得磺化羧甲基纤维素粘结剂按与活性炭的质量比为1:8加入磺化羧甲基纤维素粘结剂，得浆料；将所得浆料涂覆到石墨纸上，所述石墨纸的大小为5×7cm2，涂膜厚度为200μm，干燥12h，既得。
7.根据权利要求4所述的CDI模块，其特征在于：所述不对称CDI模块连接方法如下：
(a)将所述不对称CDI模块中的基于带正电交联壳聚糖的碳阳极与电化学工作站的正极连接，所述基于带正电交联壳聚糖的碳阳极用作模块的阳极；
(b)将基于聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素的碳电极与电化学工作站的负极连接，所述基于聚偏氟乙烯或磺化羧甲基纤维素的碳电极用作模块的阴极；
(c)通过施加直流电压构成闭合回路，同时，使待处理的盐溶液由一个端板入口流入模块，并由另一端板出口流出模块。
8.一种基于权利要求4所述不对称CDI模块的脱盐方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(a)采用蠕动泵将NaCl溶液由蓄水池送入CDI模块，最后又流回蓄水池，所述蠕动泵的转速为5～100mL/min；NaCl溶液的浓度为100～10000mg/L；
(b)利用直流电压电路对CDI模块施加电压，所述电压范围为0.4～1.8V；施压时间为5～60min，采用电导率探针在CDI模块出口处实时检测NaCl溶液的电导率，以确定吸附量；
(c)电极吸附饱和后，停止施加电压进行脱附，实现电极的再生，脱附时间为5～60min；
(d)重复步骤(a)～(c)，进行下一个电容去离子循环。
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