本发明属于电极材料的制备领域，具体涉及一种三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的制备方法。
背景技术：
电吸附除盐技术是近年来发展起来的一种新型水处理方法，其水利用率高、耗能低、成本小，再生简单，无二次污染，因此得到广泛研究。电极材料性能优劣是电吸附除盐研究的重点，要求电极的导电性能好，比表面积大，电化学性能稳定。活性炭纤维（ACF）具有较大的比表面积和吸附容量，微孔直开于表面有利于吸附质进出接触，孔径分布多为微孔，此外还有少量中孔，基本上没有大孔，且导电性好，吸脱附效率高，满足电极材料的要求。为了提高活性炭纤维电极的选择性或使其拥有特定的电化学性能，采用化学法对ACF 进行去灰分预处理或将一些金属氧化物质引入到电极表面，这种方法已成为电极改性处理的通用技术。Al2O3具有较强的吸附性，通常以细小粉末状态存在，将Al2O3负载在ACF 上可以充分发挥其吸附性能。目前，关于三氧化二铝和活性炭纤维的复合电极材料的研究较少，而且制备的电极材料的电容较低，电吸附性能差，限制了其广泛应用。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）以活性炭纤维毡为原料，按照活性炭纤维毡与H3PO4的质量比为（3-5）:（4-8）混合，室温下浸泡12h，然后在40℃下浸泡12h，将处理过的活性炭纤维毡在80℃下干燥5h，得到H3PO4预处理过的活性炭纤维；
（2）将步骤（1）得到的活性炭纤维按照质量比为1:1浸泡在浓度为16-28g/L的硝酸铝溶液中，在功率为200W的条件下超声处理1-3 h，然后再室温下浸泡23h；
（3）将步骤（2）的产物在95℃下干燥2h ，然后在110℃下干燥2h，得到三氧化二铝-活性炭纤维的前体；将得到的前体转入管式真空炉中，在惰性气体的保护下以5℃/min的升温速率达到500℃后灼烧2h，自然冷却后取出，即得到三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料。
优选地，步骤（1）中活性炭纤维毡与H3PO4的质量比为4:5。
优选地，步骤（2）中硝酸铝溶液的浓度为20g/L。
优选地，步骤（2）中在功率为200W的条件下超声处理1.8 h。
优选地，步骤（3）中惰性气体为氮气。
本发明的优点：
本发明操作简单，制备得到的复合电极材料电容高达98F/g，电容量较大，电吸附性能好，除盐效率高，且三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的循环利用次数高，在5次循环使用后电吸附效果没有明显变化。
具体实施方式
实施例1
三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）以活性炭纤维毡为原料，按照活性炭纤维毡与H3PO4的质量比为3: 4混合，室温下浸泡12h，然后在40℃下浸泡12h，将处理过的活性炭纤维毡在80℃下干燥5h，得到H3PO4预处理过的活性炭纤维；
（2）将步骤（1）得到的活性炭纤维按照质量比为1:1浸泡在浓度为16g/L的硝酸铝溶液中，在功率为200W的条件下超声处理1 h，然后再室温下浸泡23h；
（3）将步骤（2）的产物在95℃下干燥2h ，然后在110℃下干燥2h，得到三氧化二铝-活性炭纤维的前体；将得到的前体转入管式真空炉中，在惰性气体的保护下以5℃/min的升温速率达到500℃后灼烧2h，自然冷却后取出，即得到三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料。
实施例2
三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）以活性炭纤维毡为原料，按照活性炭纤维毡与H3PO4的质量比为5: 8混合，室温下浸泡12h，然后在40℃下浸泡12h，将处理过的活性炭纤维毡在80℃下干燥5h，得到H3PO4预处理过的活性炭纤维；
（2）将步骤（1）得到的活性炭纤维按照质量比为1:1浸泡在浓度为28g/L的硝酸铝溶液中，在功率为200W的条件下超声处理3 h，然后再室温下浸泡23h；
（3）将步骤（2）的产物在95℃下干燥2h ，然后在110℃下干燥2h，得到三氧化二铝-活性炭纤维的前体；将得到的前体转入管式真空炉中，在惰性气体的保护下以5℃/min的升温速率达到500℃后灼烧2h，自然冷却后取出，即得到三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料。
实施例3
三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）以活性炭纤维毡为原料，按照活性炭纤维毡与H3PO4的质量比为4:5混合，室温下浸泡12h，然后在40℃下浸泡12h，将处理过的活性炭纤维毡在80℃下干燥5h，得到H3PO4预处理过的活性炭纤维；
（2）将步骤（1）得到的活性炭纤维按照质量比为1:1浸泡在浓度为20g/L的硝酸铝溶液中，在功率为200W的条件下超声处理1.8 h，然后再室温下浸泡23h；
（3）将步骤（2）的产物在95℃下干燥2h ，然后在110℃下干燥2h，得到三氧化二铝-活性炭纤维的前体；将得到的前体转入管式真空炉中，在氮气的保护下以5℃/min的升温速率达到500℃后灼烧2h，自然冷却后取出，即得到三氧化二铝-活性炭纤维复合电极材料。