由于人口的不断增加、环境污染以及工业化,水体污染中重金属离子的污染已经成为全球性的环境问题。近几年,电容去离子化（CDI）作为一种新兴、环保、节能和经济的技术,在微咸水淡化中得到了更广泛的关注,常被用于重金属离子去除领域。传统碳基电极的双电层（EDL）电容和脱盐能力有限,严重影响了其实际应用。根据EDL理论,碳材料中的原子/元素掺杂、多孔特性以及高导电性有利于提高CDI性能,可控的孔隙结构在CDI中能起到关键作用,是提高电极材料去离子性能的有效手段。研究发现,碳纳米纤维（CNFs）拥有较高的导电性能和比表面积,是一类理想的电极材料。静电纺丝是制备CNFs是一种非常简易的方法。聚丙烯腈（PAN）由于其较高的碳产量、弹性剪切使得碳化后的纤维容易获得稳定的结构,成为用静电纺丝生产碳纳米纤维常用的前驱体溶液。然而,纯PAN制备的CNFs在CDI中性能并不理想,机械性能以及重金属离子吸附能力差。本文通过对静电纺丝的PAN纳米纤维进行改性,以期进一步提高其CDI性能,从而大幅提升材料的重金属离子吸附容量。本文主要研究内容如下:（1）控制合成Zn O修饰氮掺杂自支撑碳纳米纤维膜（Zn O@N-PCNM）复合材料在CDI技术中的应用研究。首先,合成了ZIF-8纳米粒子。通过静电纺丝技术制备出具有柔性、分层多级的多孔碳纳米纤维膜（PCNM）。本次工作利用ZIF-8作为造孔剂,ZIF-8结构在高温过程中发生坍塌,在纤维表面以及内部形成分层多级的孔隙结构。这种独特的多孔结构具有很大的比表面积,可以在超级电容器中提供大量的吸附位置,而ZIF-8先转化为氧化锌,氧化锌在高温下与碳反应生成单质锌,存在于纤维中,纤维中的高氮含量为超级电容器提供了赝电容。由于具有较大的比表面积、较高的氮掺杂量和较高的单质锌负载量,以Zn O@N-PCNM作为电极材料,相比纯PAN碳纳米纤维电化学性能得到了大大提高,显示出507.2 F g-1最大的比容量,其重金属离子吸附性能也有了显著的提升。（2）控制合成Zn/Co修饰碳纳米管负载的碳纳米纤维（Zn/Co-NCNTs@PCNFs）复合材料,并探究其在CDI技术中的应用。本次实验利用静电纺丝技术将ZIF-8、Co离子与PAN共纺,制备出了碳纳米管（CNTs）负载的多孔CNFs。其中,Co充当了催化剂,诱导碳纳米管的形成,提高材料的导电性。CNTs的生长为CNFs提供了一定的比表面积,提高了材料的双电层电容。Zn/Co离子的掺杂使其与电解液能够发生氧化还原反应,在双电层电容的基础上引入赝电容,极大提高的比电容容量。在本次工作中,ZIF-8在CNFs中形成孔隙结构,增加了材料与电解液的接触面积,增强了电解液中离子在电极材料中的传输与储存。Zn/Co-NCNTs@PCNFs电极材料,相对于传统碳纳米纤维电化学性能有了进一步提升,显示出1281.8 F g-1最大比容量和优异的导电性能。用该材料组装电容去离子化装置后,显示出极佳的去除重金属离子的能力。综上所述,通过静电纺丝技术,分别以ZIF-8和ZIF-8、硝酸钴为添加剂制备的CNFs都可以用于CDI去除重金属离子领域,并且在金属盐脱除过程中表现出良好的性能,有望在未来CDI去除重金属离子领域提供一定的思路。