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电镀漂洗废水中由于铜离子浓度低(<50ppm)及其他离子竞争吸附的影响，采用电渗析、蒸发浓缩等常规技术无法实现铜离子的低能耗高效去除。电容去离子(CDI)技术是一种新型水处理技术，利用其电场和电极材料可实现对低浓度离子的吸附。该技术关键在于制备高效的电极材料。因此，本文制备了氮掺杂碳球(NCS)及少层二硫化钼/氮掺杂碳球(FL-MoS2/NCS)电极材料，并对其电容法除铜性能进行了研究。
首先，本文采用一步化学氧化聚合法制备了聚多巴胺球(PDAS)，研究了不同煅烧温度下(600℃、800℃及1000℃)制备得到的氮掺杂碳球(NCS)的性能变化规律。结果表明，NCS-800电极具有最好的电化学性能，其比电容为56.9F/g，分别是NCS-600和NCS-1000电极比电容的1.6和2.1倍。在此基础上，以NCS-800为电极材料进行了电吸附除铜的研究。结果表明，在50ppmCuCl2(Cu2+：23.63ppm)，500ppmNaCl及80ppmFeCl3三元体系中，NCS-800电极在0.8V电压下对Cu2+的吸附容量为67.48mg/g，相比于在单一CuCl2溶液中的吸附容量(82.38 mg/g)，其容量保持率约为81.9%。这证明了在竞争环境中NCS-800电极仍然对Cu2+有较好的吸附能力。XPS测试进一步证明，NCS-800电极对Cu2+的吸附是通过Cu2+与吡咯氮活性位点的络合和双电层的协同作用实现的。
其次，为了提高电极对低浓度Cu2+的吸附容量和选择性，利用PDAS作为碳基前驱体，采用一锅法制备了FL-MoS2/NCS复合材料，并将其制备成CDI电极用于吸附低浓度Cu2+。结果表明，FL-MoS2/NCS电极具有优异的电化学性能，其比电容为472.2F/g，是MoS2电极(176.1 F/g)的2.7倍。同时，FL-MoS2/NCS电极具有低的等效串联电阻(0.25Ω)。在50ppmCuCl2，500ppmNaCl及80ppmFeCl3三元体系中，FL-MoS2/NCS电极在0.8V电压下对Cu2+的吸附容量为1071.6mg/g，远高于对Na+(199.2 mg/g)及Fe3+(262.8 mg/g)的吸附容量。同时，较在单一CuCl2溶液中的吸附容量(1199.63 mg/g)，其容量保持率为89.3%。这些结果表明该电极对低浓度Cu2+具有良好的吸附选择性。XPS测试进一步证明，FL-MoS2/NCS电极对Cu2+高效选择性吸附是通过Cu2+与复合材料中硫、吡咯氮活性位点的络合和双电层的协同作用实现的。
首先，本文采用一步化学氧化聚合法制备了聚多巴胺球(PDAS)，研究了不同煅烧温度下(600℃、800℃及1000℃)制备得到的氮掺杂碳球(NCS)的性能变化规律。结果表明，NCS-800电极具有最好的电化学性能，其比电容为56.9F/g，分别是NCS-600和NCS-1000电极比电容的1.6和2.1倍。在此基础上，以NCS-800为电极材料进行了电吸附除铜的研究。结果表明，在50ppmCuCl2(Cu2+：23.63ppm)，500ppmNaCl及80ppmFeCl3三元体系中，NCS-800电极在0.8V电压下对Cu2+的吸附容量为67.48mg/g，相比于在单一CuCl2溶液中的吸附容量(82.38 mg/g)，其容量保持率约为81.9%。这证明了在竞争环境中NCS-800电极仍然对Cu2+有较好的吸附能力。XPS测试进一步证明，NCS-800电极对Cu2+的吸附是通过Cu2+与吡咯氮活性位点的络合和双电层的协同作用实现的。
其次，为了提高电极对低浓度Cu2+的吸附容量和选择性，利用PDAS作为碳基前驱体，采用一锅法制备了FL-MoS2/NCS复合材料，并将其制备成CDI电极用于吸附低浓度Cu2+。结果表明，FL-MoS2/NCS电极具有优异的电化学性能，其比电容为472.2F/g，是MoS2电极(176.1 F/g)的2.7倍。同时，FL-MoS2/NCS电极具有低的等效串联电阻(0.25Ω)。在50ppmCuCl2，500ppmNaCl及80ppmFeCl3三元体系中，FL-MoS2/NCS电极在0.8V电压下对Cu2+的吸附容量为1071.6mg/g，远高于对Na+(199.2 mg/g)及Fe3+(262.8 mg/g)的吸附容量。同时，较在单一CuCl2溶液中的吸附容量(1199.63 mg/g)，其容量保持率为89.3%。这些结果表明该电极对低浓度Cu2+具有良好的吸附选择性。XPS测试进一步证明，FL-MoS2/NCS电极对Cu2+高效选择性吸附是通过Cu2+与复合材料中硫、吡咯氮活性位点的络合和双电层的协同作用实现的。