一种有机材料、bdi系统及用于水体金属离子的去除
阅读说明：本技术 一种有机材料、bdi系统及用于水体金属离子的去除 (Organic material, BDI system and removal method for water metal ions ) 是由 陈洪 卫文飞 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种有机材料、BDI系统及用于水体金属离子的去除,所述金属离子去除有机材料的制备方法包括：将醌类单体和硫化物置于溶剂中反应,得到所述有机材料；该有机材料为具有氧化还原官能团的有机聚合物材料,由于其非刚性的结构,不受非离子选择的限制,在不同的金属离子体系中均可发生可逆的电化学氧化还原反应,并能够与溶液中的金属离子配位形成配合物从而达到去除金属离子的目的；将该有机材料用于电化学电池离子去除(BDI)系统中,能够有效除去水体中的金属离子,且具有较高的去除容量,并能够循环使用；该BDI系统可广泛应用于海水淡化、污废水金属离子去除等领域,从而具有广阔的应用前景。(The invention provides an organic material, a BDI system and a method for removing metal ions in a water body, wherein the preparation method of the metal ion removal organic material comprises the following steps: placing the quinone monomer and the sulfide into a solvent for reaction to obtain the organic material; the organic material is an organic polymer material with redox functional groups, is not limited by non-ionic selection due to a non-rigid structure, can generate reversible electrochemical redox reaction in different metal ion systems, and can be coordinated with metal ions in a solution to form a complex so as to achieve the purpose of removing the metal ions; the organic material is used in an electrochemical cell ion removal (BDI) system, can effectively remove metal ions in a water body, has high removal capacity and can be recycled; the BDI system can be widely applied to the fields of seawater desalination, sewage and wastewater metal ion removal and the like, thereby having wide application prospect.)
技术领域
本发明属于电化学领域，涉及一种有机材料、BDI系统及用于水体金属离子的去除，尤其涉及一种有机材料及其制备方法、包括有机材料的BDI系统以及在水体金属离子去除中的应用；更进一步涉及一种有机聚合物材料、电极浆料、电极片以及电化学金属离子去除系统在海水和污废水金属离子去除系统中的应用。
背景技术
水是人类赖以生存的基本物质，随着我国经济的高速发展，淡水资源紧缺和重金属水污染问题逐渐凸显。通过合适的技术方法对海水和重金属污水进行离子去除，可以有效地解决淡水资源紧缺和重金属水污染问题，加快我国的生态文明建设和人民生活品质的提高。海水淡化需要去除海水中的钠离子、镁离子、钾离子和钙离子等金属离子。水体重金属污染则主要来自于电镀业、机械加工、矿山开采、有色金属冶炼等，主要包含铬离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、砷离子、铅离子、镉离子、汞离子等。目前的海水淡化技术(电渗析、反渗透、蒸馏等)以及重金属污水处理技术(吸附、共沉淀、生物吸收等)在成本、能耗、有无二次污染、金属离子去除多样性等方面存在不足。
电化学金属离子去除技术因具有低能耗、高容量、电子无二次污染，可循环等优势，在电容式和体相法拉第电化学金属离子去除方面具有良好的应用前景。然而，1966年报道的双电层电容式离子去除电化学法，由于电极材料比表面积和孔道结构的限制，存在着金属离子去除容量低的问题。2012年提出的电池式离子去除技术(BDI)基于法拉第电化学反应的体相反应，具有金属离子去除容量高的优点。但是目前适用此类技术的无机材料具有离子去除单一性问题，仅仅适用去除钠离子。
因此，提供一种能够同时去除多种金属离子，且去除容量高的电化学金属离子去除系统，对于污废水、海水淡化、饮用水等的金属离子去除具有重要的应用价值。
发明内容
针对现有技术的金属离子去除容量低和去除离子单一性的不足，本发明的目的在于提供一种有机材料、BDI系统及用于水体金属离子的去除，该有机材料为具有氧化还原官能团的有机聚合物材料，由于其非刚性的结构，不受非离子选择的限制，在不同的金属离子体系中均可发生可逆的电化学氧化还原反应，并能够与溶液中的金属离子配位形成配合物从而达到去除金属离子的目的；将该有机材料用于电化学金属离子去除系统中，能够有效除去水源中的多种金属离子，且具有较高的去除容量，并能够循环使用，所述BDI系统主要包括金属离子去除用聚合物工作电极和阴离子去除用对电极，所述BDI系统可广泛应用于海水淡化、污废水金属离子去除等领域，从而具有广阔的应用前景。
本发明的目的之一在于提供一种水体金属离子去除用聚合物活性材料的制备方法，所述有机材料的制备方法包括：将醌类单体和硫化物置于溶剂中反应，得到所述有机材料。
本发明中有机材料的制备方法简单，原料易得，价格低廉，易于实现，便于工业大规模的生产应用。
在本发明中，所述醌类单体包括被氨基和/或卤素取代的萘醌、菲醌、蒽醌或苯醌中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述醌类单体包括2,6-二氨基醌、2,4-二氯蒽醌、1,5-二氯蒽醌、四氯苯醌或二氯氢醌中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述硫化物包括硫化锂和/或硫化钠。
在本发明中，所述溶剂包括四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或二甲基乙酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述醌类单体和硫化物的质量比为(0.5-1):(1-3)，例如0.5:3、0.6:2.5、0.7:2、0.8:1.5、0.9:1、1:1等。
在本发明中，所述反应的温度为160-250℃(例如160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃等)，反应的时间为3-10h(例如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h等)。
在本发明中，所述制备方法还包括将反应后得到的反应物依次进行分离、清洗以及干燥。
在本发明中，所述分离包括将反应后得到的反应物进行过滤，去除滤液，得到固态沉淀物。
在本发明中，所述清洗包括用水和乙醇的混合物进行清洗。
本发明的目的之二在于提供一种如目的之一所述的制备方法制备得到的有机材料。
本发明得到的有机材料为具有氧化还原官能团的有机聚合物材料，由于其非刚性的结构，不受非离子选择的限制，在不同的金属离子体系中均可发生可逆的电化学氧化还原反应，并能够与溶液中的金属离子配位形成配合物从而达到去除金属离子的目的。
在本发明中，所述活性材料为多孔结构，所述多孔结构的孔道尺寸为2-40nm(例如2nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm等)，所述多孔结构的孔隙体积为0.1-0.15cm3/g。
本发明中活性材料为多孔结构，能够实现较快的水合离子传输，具有较大的比表面积，利于溶液浸润。
在本发明中，所述有机材料的数均分子量为5-10万，例如5万、6万、7万、8万、9万、10万等。
在本发明中，所述有机材料中硫的含量为10-16wt％，例如10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％等。
本发明的目的之三在于提供一种电极浆料，所述电极浆料包括目的之二所述的有机材料。
在本发明中，所述活性浆料还包括导电剂、粘结剂以及溶剂。
在本发明中，所述导电剂包括乙炔黑和/或碳纳米管。
在本发明中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯。
在本发明中，所述溶剂为乙醇和/或N-甲基吡咯烷酮。
在本发明中，所述的电极浆料的制备方法，所述制备方法包括：将有机材料、导电剂以及粘结剂溶于溶剂中，混合，得到所述电极浆料。
在本发明中，所述混合是在搅拌条件下进行的。
在本发明中，所述混合的速率为300-800rpm(例如300rpm、350rpm、400rpm、450rpm、500rpm、550rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm、800rpm等)，所述混合的时间为1-5h(例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h等)。
本发明的目的之四在于提供一种电极片，所述电极片包括集流体以及设置在集流体表面的电极浆料层，所述电极浆料层用浆料为目的之三所述的电极浆料。
在本发明中，所述集流体包括不锈钢、碳布或碳纸中的任意一种。
在本发明中，所述电极浆料层的厚度为0.5-1.5μm，例如0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm等。
在本发明中，所述的电极片的制备方法，所述制备方法包括将电极浆料涂覆到集流体表面，固化，得到所述电极片。
在本发明中，所述涂覆的方式为刮涂。
在本发明中，所述固化的温度为60-100℃(例如60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃等)，固化的时间为8-12h(例如8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h等)。
本发明的目的之五在于提供一种BDI系统，所述BDI系统包括工作电极和对电极，所述工作电极为目的之四所述的电极片，所述对电极选自碳类材料、铋基材料、银基材料或铝基材料中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述对电极和参比电极各自独立地选自活性炭、介孔碳、碳纳米管、氯氧铋、单质铋、氧化铋或氯化银中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述BDI系统的工作电极用于去除水溶液中的金属离子，对电极去除水溶液中的阴离子。
本发明中BDI系统包括有机材料，有机材料在不同的金属离子体系中均可发生可逆的电化学氧化还原反应，并能够与溶液中的金属离子配位形成配合物，从而达到去除金属离子的目的，并具有较高的去除容量，且能够循环使用。
在本发明中，所述金属离子包括钠离子、镁离子、钾离子、钙离子、铬离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、砷离子、铅离子、镉离子或汞离子中的任意一种或至少两种的组合。
本发明的目的之六在于提供一种电化学金属离子去除系统，所述电化学金属离子去除系统包括目的之五所述的BDI系统。
本发明的目的之七在于提供一种目的之六所述的电化学金属离子去除系统在去除水体中的金属离子中的应用。
在本发明中，所述金属离子包括钠离子、镁离子、钾离子、钙离子、铬离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、砷离子、铅离子、镉离子或汞离子中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述水体包括河水、海水、饮用水或工业废水中的任意一种。
在本发明中，所述应用包括：先通过BDI系统去除水体中的目标离子，其次根据水体中金属离子的浓度或电化学反应过程中的电荷转移计算金属离子的去除容量，而后通过金属离子的去除容量调节BDI系统中工作电极和对电极的设置，从而去除水体中的金属离子。
优选地，所述水体中金属离子的浓度为50-50000ppm，例如50ppm、1000ppm、3000ppm、5000ppm、8000ppm、10000ppm、20000ppm、30000ppm、40000ppm、50000ppm等。
本发明中金属离子的浓度是指水体中金属离子的总浓度。
优选地，所述BDI系统的工作电压为-3～3V(例如-3V、-2V、-1V、0V、1V、2V、3V等)，工作电流密度为20-2000mA/g(例如20mA/g、50mA/g、100mA/g、300mA/g、500mA/g、800mA/g、1000mA/g、1200mA/g、1500mA/g、1800mA/g、2000mA/g等)。
在本发明中，所述BDI系统中工作电极和对电极的质量比为(1-0.5):(1-2)，例如1:1、0.9:1.2、0.8:1.4、0.7:1.6、0.6:1.8、0.5:2等。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中有机材料为具有氧化还原官能团的有机聚合物材料，由于其非刚性的结构，不受非离子选择的限制，在不同的金属离子体系中均可发生可逆的电化学氧化还原反应，并能够与溶液中的金属离子配位形成配合物从而达到去除金属离子的目的；将该有机材料用于电化学金属离子去除系统中，能够有效除去水源中的金属离子，且具有较高的去除容量(对于水体中金属离子的总浓度为50-50000ppm计，金属离子的去除容量可达120mg/g)，并能够循环使用；所述BDI系统主要包括金属离子去除用聚合物工作电极和阴离子去除用对电极，所述BDI系统可广泛应用于海水淡化、污废水金属离子去除等领域，从而具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1得到的聚合物醌类活性材料的扫描电子显微镜图，标尺为1μm；
图2为实施例1得到的聚合物醌类活性材料N2吸附-脱附曲线图；
图3为实施例1中电化学金属离子去除系统去除水体溶液中金属离子的电化学循环测试图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种聚合物醌类活性材料的制备方法，包括：在手套箱中按照摩尔比为1:1称取2,4-二氯蒽醌和硫化钠，加入到100mL玻璃容器中；然后加入30mL体积的反应介质溶剂二甲基甲酰胺，在200℃下反应6h，冷却至室温，产物经过过滤、去离子水和乙醇清洗至无色、干燥，得到聚合物醌类材料。
图1为本实施例得到的聚合物醌类活性材料的扫描电子显微镜图(ZeissMerlin)，从图1可知，该聚合物醌类材料为多孔结构。
图2为本实施例得到的聚合物醌类活性材料的氮气吸附-脱附曲线图，从图2可知，该聚合物醌类材料为多孔结构。
本实施例提供一种电极片的制备方法，包括如下步骤：
A1、取上述制备得到聚合物醌类材料作为电极活性材料，按照质量比为5：3：2称取聚合物醌类材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯，在空气中经过20min研磨后，加入到玻璃容器中；然后在玻璃容器中加入2mL N-甲基吡咯烷酮，在搅拌速率为500rpm条件下搅拌3h，制备得到电极浆料；
A2、采用刮刀刮涂的方法将电极浆料刮涂在碳纸上，80℃干燥10h，制备得到电极片，电极片裁剪合适尺寸后使用。
本实施例提供一种BDI系统，BDI系统包括工作电极和对电极，工作电极为上述得到的电极片，对电极选用40nm的介孔碳。
本实施例提供一种电化学金属离子去除系统，包括循环测试设备和BDI系统，用于除去水体中的金属离子，包括如下步骤：
(1)在循环测试设备的测试电压作用下，以BDI系统对金属离子水性溶液进行电化学离子去除条件的确认，水性溶液中金属离子的浓度在50-50000ppm之间。离子去除电压范围在-3～3V之间，采用电流密度为20-2000mAg-1，水体溶液包括0.5M的NaCl溶液、0.5M的KCl溶液、0.5M的MgCl2溶液、0.5M的CaCl2溶液、混合氯化物溶液和深圳湾海水；
(2)基于步骤(1)，选择40nm介孔碳为对电极，通过离子去除容量计算，选取工作电极和对电机的质量比为1:1，组装BDI系统，去除水体溶液中的金属离子；BDI系统工作条件为：电压范围-3～3V之间，电流密度20-2000mA/g。
图3为本实施例中电化学金属离子去除系统去除水体溶液中金属离子的电化学循环测试图，从图3可知系统对于不同溶液均具有较高比容量和良好的循环稳定性。其中比容量经过50圈循环后在30-120mAh/g之间。
对电化学金属离子去除系统处理前后的水体溶液进行ICP测试，其中通过海水测试结果可知，该系统对钠离子、钾离子、钙离子和镁离子总去除容量大约为78mg/g，本实施例的电化学金属离子去除系统能够较好的去除水体溶液中的多种金属离子。
实施例2
本实施例提供一种聚合物醌类活性材料的制备方法，包括：在手套箱中按照摩尔比为1:1称取2,4-二氯蒽醌和九水硫化钠，加入到100mL玻璃容器中；然后加入30mL体积的反应介质溶剂二甲基甲酰胺，在230℃下反应4h，冷却至室温，产物经过过滤、去离子水和乙醇清洗至无色、干燥，得到聚合物醌类材料。
对本实施例得到聚合物醌类活性材料进行扫描电子显微镜测试和氮气吸附-脱附测试，可知本实施例得到的聚合物醌类活性材料为多孔结构。
本实施例提供一种电极片的制备方法，包括如下步骤：
A1、取上述制备得到聚合物醌类材料作为电极活性5：3：2称取聚合物醌类材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯，在空气中经过10min研磨后，加入到玻璃容器中；然后在玻璃容器中加入2mL N-甲基吡咯烷酮，在搅拌速率为800rpm条件下搅拌1h，制备得到电极浆料；
A2、采用刮刀刮涂的方法将电极浆料刮涂在碳纸上，100℃干燥8h，制备得到电极片，电极片裁剪合适尺寸后使用。
本实施例提供一种BDI系统，其中在电极片放置部件放置有工作电极和对电极，工作电极为上述得到的电极片，对电极选用铋单质。
本实施例提供一种电化学金属离子去除系统，包括循环系统和BDI系统，用于除去水源中的金属离子，包括如下步骤：
(1)在循环测试设备的测试电压作用下，以BDI系统对金属离子水性溶液进行电化学离子去除条件的确认，水性溶液中金属离子的浓度在50-50000ppm之间。离子去除电压范围在-3～3V之间，采用电流密度为20-2000mA/g，水体溶液包括污水；
(2)基于步骤(1)，选择铋单质为对电极，通过离子去除容量，选取工作电极和对电极的质量比为1:1，组装BDI系统，去除水体溶液中的金属离子；BDI系统工作条件为：电压范围-3～3V之间，电流密度20-2000mA/g。
对电化学金属离子去除系统处理前后的水体溶液进行ICP测试，通过对比可知，污水中金属离子去除容量大约为80mg/g，说明本实施例的电化学金属离子去除系统能够较好的去除水体溶液中的金属离子。
实施例3
本实施例提供一种聚合物醌类活性材料的制备方法，包括：在手套箱中按照摩尔比为1:3称取1,5-二氯蒽醌和九水硫化钠，加入到100mL玻璃容器中；然后加入30mL体积的反应介质溶剂二甲基甲酰胺，在180℃下反应8h，冷却至室温，产物经过过滤、去离子水和乙醇清洗至无色、干燥，得到聚合物醌类材料。
对本实施例得到聚合物醌类活性材料进行扫描电子显微镜测试和氮气吸附-脱附测试，可知本实施例得到的聚合物醌类活性材料为多孔结构。
本实施例提供一种电极片的制备方法，包括如下步骤：
A1、取上述制备得到聚合物醌类材料作为电极活性材料，按照6:3:1称取聚合物醌类材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯，在空气中经过30min研磨后，加入到玻璃容器中；然后在玻璃容器中加入3mL N-甲基吡咯烷酮，在搅拌速率为300rpm条件下搅拌5h，制备得到电极浆料；
A2、采用刮刀刮涂的方法将电极浆料刮涂在碳纸上，60℃干燥12h，制备得到电极片，电极片裁剪合适尺寸后使用。
本实施例提供一种BDI系统，其中在电极片放置部件放置有工作电极和对电极，工作电极为上述得到的电极片，对电极选用氯氧铋。
本实施例提供一种电化学金属离子去除系统，包括循环测试设备和BDI系统，用于除去水源中的金属离子，包括如下步骤：
(1)在循环测试设备的测试电压作用下，以BDI系统对金属离子水性溶液进行电化学离子去除条件的确认，水性溶液中金属离子的浓度在100-50000ppm之间。离子去除电压范围在-3～3V之间，采用电流密度为20-2000mA/g，水体溶液包括苦咸水；
(2)基于步骤(1)，选择氯氧铋为对电极和参比电极，通过离子去除容量计算，选取工作电极和对电极的质量比为1:1，组装BDI系统，去除水体溶液中的金属离子；BDI系统工作条件为：电压范围-3～3V之间，电流密度20-2000mA/g。
对电化学金属离子去除系统处理前后的水体溶液进行ICP测试，其中通过苦咸水测试结果可知，该系统对钠离子、钾离子、钙离子和镁离子总去除容量大约为75mg/g，本实施例的电化学金属离子去除系统能够较好的去除水体溶液中的金属离子。
实施例4
本实施例提供一种聚合物醌类活性材料的制备方法，包括：在手套箱中按照摩尔比为0.5:1称取2,6-二氨基醌和硫化锂，加入到100mL玻璃容器中；然后加入30mL体积的反应介质溶剂二甲基甲酰胺，在160℃下反应10h，冷却至室温，产物经过过滤、去离子水和乙醇清洗至无色、干燥，得到聚合物醌类材料。
对本实施例得到聚合物醌类活性材料进行扫描电子显微镜测试和氮气吸附-脱附测试，可知本实施例得到的聚合物醌类活性材料为多孔结构。
本实施例提供一种电极片的制备方法，包括如下步骤：
A1、取上述制备得到聚合物醌类材料作为电极活性材料，按照6：3：1称取聚合物醌类材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯，在空气中经过30min研磨后，加入到玻璃容器中；然后在玻璃容器中加入2mL N-甲基吡咯烷酮，在搅拌速率为800rpm条件下搅拌1h，制备得到电极浆料；
A2、采用刮刀刮涂的方法将电极浆料刮涂在碳纸上，100℃干燥8h，制备得到电极片，电极片裁剪合适尺寸后使用。
本实施例提供一种BDI系统，其中在电极片放置部件放置有工作电极和对电极，工作电极为上述得到的电极片，对电极选用氯化银。
本实施例提供一种电化学金属离子去除系统，包括循环测试设备和BDI系统，用于除去水源中的金属离子，包括如下步骤：
(1)在循环测试设备的测试电压作用下，以BDI系统对金属离子水性溶液进行电化学离子去除条件的确认，水性溶液中金属离子的浓度在100-40000ppm之间。阳离子电化学法去除电压相对参比电极，范围在-3～3V之间，采用电流密度为20-2000mA/g，水体溶液包括海水；
(2)基于步骤(1)，选择氯化银为对电极，通过离子去除容量计算，选取工作电极和对电极的质量比为0.5:2，组装BDI系统，去除水体溶液中的金属离子；BDI系统工作条件为：电压范围-3～3V之间，电流密度20-2000mA/g。
对电化学金属离子去除系统处理前后的水体溶液进行ICP测试，其中通过海水测试结果可知，该系统对海水中的典型金属镁离子去除容量大约为120mg/g，本实施例的电化学金属离子去除系统能够较好的去除水体溶液中的金属离子。
实施例5
本实施例提供一种聚合物醌类活性材料的制备方法，包括：在手套箱中按照摩尔比为0.8:2称取二氯氢醌和硫化钠，加入到100mL玻璃容器中；然后加入30mL体积的反应介质溶剂二甲基甲酰胺，在250℃下反应3h，冷却至室温，产物经过过滤、去离子水和乙醇清洗至无色、干燥，得到聚合物醌类材料。
对本实施例得到聚合物醌类活性材料进行扫描电子显微镜测试和N2吸附-脱附测试，可知本实施例得到的聚合物醌类活性材料为多孔结构。
本实施例提供一种电极片的制备方法，包括如下步骤：
A1、取上述制备得到聚合物醌类材料作为电极活性材料，按照5:3:2称取聚合物醌类材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯，在空气中经过30min研磨后，加入到玻璃容器中；然后在玻璃容器中加入2mL N-甲基吡咯烷酮，在搅拌速率为600rpm条件下搅拌2h，制备得到电极浆料；
A2、采用刮刀刮涂的方法将电极浆料刮涂在碳纸上，60℃干燥10h，制备得到电极片，电极片裁剪合适尺寸后使用。
本实施例提供一种BDI系统，其中在电极片放置部件放置有工作电极和对电极，工作电极为上述得到的电极片，对电极选用活性炭。
本实施例提供一种电化学金属离子去除系统，包括循环测试设备和BDI系统，用于除去水源中的金属离子，包括如下步骤：
(1)以BDI系统对金属离子水性溶液进行电化学离子去除条件的确认，水性溶液中金属离子的浓度在100-40000ppm之间。离子去除电压范围在-3～3V之间，采用电流密度为20-2000mA/g，水体溶液包括河水；
(2)基于步骤(1)，选择活性炭为对电极，通过离子去除容量计算，选取工作电极和对电极的质量比为1:2，组装BDI系统，去除水体溶液中的金属离子；BDI系统工作条件为：电压范围-3～3V之间，电流密度20-2000mA/g。
对电化学金属离子去除系统处理前后的水体溶液进行ICP测试，其中通过河水测试结果可知，该系统对钠离子、钾离子、钙离子和镁离子总去除容量大约为80mg/g，本实施例的电化学金属离子去除系统能够较好的去除水体溶液中的金属离子。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。