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伴随着工业化进程加快和人口增长,水资源日益紧缺,环境污染和气候变暖使淡水资源更为紧缺。海水储量大,分布广,各国将目光投向将海水资源通过脱盐技术转化为可利用的淡水资源。电容去离子(Capacitive deionization,CDI),又称为电吸附,利用双电层原理,通过电性离子在静电场作用下被强制吸附在电极表面达到净水的目的。CDI的脱盐效率与其电极材料的特性(如比表面积、电导率)紧密相关。碳基纳米材料具有化学惰性高、比表面积大、孔径分布和电导率可控等特点被认为是CDI的最佳电极材料。有基于此,本文主要探究了一些功能化碳基纳米材料(氧化活性炭和TiO2@碳纳米管复合物)和新型碳基纳米材料(碳化ZIF-8)的制备方法及其CDI性能,研究内容及结果如下：1、通过氧化法处理活性炭(Activated Carbon,AC),得到含有亲水基团丰富的活性炭(Functional Activated Carbon,FAC)。与AC相比,FAC的部分微孔坍塌,孔径大小发生了位移,比表面积下降,孔体积增加。电化学分析表明当扫描速率为1 mV·s-1时,FAC的比电容量为232F·g-1,比AC的比电容量(219 F·-1)增加了6%。由CDI实验结果可知,FAC电极的最大吸附量为3.54 mg·g-1,吸附行为满足Langmuir吸附等温方程,动力学吸附过程符合准一阶动力学吸附方程。经过3个吸附-脱附循环后电极的吸附量没有明显的下降,证明FAC电极再生性能良好。2、采用溶胶-凝胶法制备钛酸四丁酯：碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)质量比为1、2.5、5的TiO2@CNTs复合物(分别标记为TiO2@CNTs-1、CNTs-2、CNTs-3)。结果表明,TiO2颗粒可以较好的附着在CNTs上,颗粒直径约为15nm左右,呈现出锐钛矿晶型。电化学分析表明当扫描速率为1 mV·s-1时,TiO2@CNTs-1的比电容量为111.26F·g-1,是纯CNTs的(35.15 F·g-1)3倍。此外,随着负载量的增加,复合物的压降、接触电阻和扩散电阻增加,不利于电吸附的发生。以TiO2@CNTs-1作为吸附电极进行CDI实验发现,TiO2@CNTs-1电极的最大吸附量为4.08mg·g-1,吸附行为满足Langmuir吸附等温方程,动力学吸附过程符合准一阶动力学吸附方程,TiO2@CNTs-1再生性能较好。3、通过高温碳化沸石咪唑骨架结构材料(Zeolitic imidazolate framework-8,ZIF-8)得到多面体介孔炭(Porous carbon polyhedra,PCP)。表征结果显示,PCP是一种富含微介孔的无定形炭材料,比表面积为1122.19 m2·g-1,孔体积是0.697 cm3·g-1。电化学分析发现,当扫描速率为1 mV·s-1时,PCP的比电容量为166.34 F·g-1。CDI实验结果表明,PCP的最大电吸附量为2.41 mg·g-1,吸附行为满足Langmuir吸附等温方程,动力学吸附过程符合准一阶动力学吸附方程,电极再生性能较好。