淡水是一种宝贵的资源,是人类赖以生存和发展的最基本物质之一。淡水资源紧缺将成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素。淡水资源的补给可通过海水、苦咸水淡化及污水的再生回用等途径,因此,开发高效脱盐技术满足缺水地区的淡水供给具有重要意义。传统的脱盐方法,如电渗析、反渗透存在能耗高、成本高、再生复杂等问题,导致其推广应用受限。电容去离子技术是近年来发展起来的新型脱盐技术,该技术以纯双电层电容原理吸附离子,脱盐过程再生可逆性好,操作压力小,能耗低,水回收率高,而且整个过程无氧化还原反应发生,无二次污染等,相比现有的反渗透(RO)和电渗析,具有良好的应用前景。本文以商业活性炭纤维毡(ACF)和基于静电纺丝技术制备的活性碳纳米纤维(A-ECNF)作为自支撑电极材料组装电容器并进行脱盐研究。分别考察了目标电压、充电电流密度及溶液流速等对电容器脱盐性能的影响,并采用循环伏安、电化学阻抗、扫描电子显微镜等多种技术表征了A-ECNF电极的特性。主要结果如下：1、以商业ACF电极作为自支撑电极组装电容器,研究了目标电压及充电电流密度对电容器脱盐量、脱盐速率、电流效率及电极表面pH值的影响。结果表明：在一定范围内随着目标电压的升高,脱盐量逐渐增加,电流效率呈先增大后减小的趋势。目标电压过高,电极表面极化严重,导致电极表面微区pH值显著变化。研究发现,当目标电压为1.2V,充电电流为38mA/g时,该商业ACF电极的脱盐量为4.92mg/g,电流效率为32.3%。电化学表征验证,由于离子在电极表面扩散受阻,从而导致低的脱盐容量。2、以聚丙烯腈(PAN)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)混合液为纺丝前驱液,采用静电纺丝技术制备碳纳米纤维(ECNF),考察了PAN浓度、纺丝电压及接收距离对ECNF形貌的影响。结果表明：PAN浓度为9%,纺丝电压为15kV,接收距离为20cm时,获得的ECNF直径在220nm左右。并采用ZnCl2试剂作为活化剂处理ECNF得到活性碳纳米纤维(A-ECNF),以改善ECNF的性能,增大其比表面积。研究发现ECNF经ZnCl2活化处理后,纤维的表面形貌无明显变化,仍保持原有良好的柔韧性,可作为自支撑电极直接用于电容器组装：接触角测试表明,与活化前相比,活化后ECNF具有更好的水润湿性。并考察了活化剂量(ZnCl2/ECNF比例)对A-ECNF的影响,BET测试表明,随着ZnCl2/ECNF比例的提高,纤维的比表面积逐渐增大,当比例为2：1时,活化得到的A-ECNF比表面积高达430m2/g,而未活化的ECNF比表面积为12.4m2/g;循环伏安及电化学阻抗测试表明,随着ZnCl2/ECNF比例的提高,获得的A-ECNF电极的电容电流逐渐增大,电阻逐渐减小,离子在电极表面的迁移速率明显提高。3、将ZnCl2活化后的A-ECNF作为自支撑电极组装成电容器,进行恒流充放电脱盐研究,对比不同ZnCl2/ECNF比例时所得A-ECNF电极的脱盐性能,发现ZnCl2活化可以明显改善电极的脱盐性能,且脱盐速率随着其比例的提高而增大。当ZnCl2/ECNF比例为2：1时,A-ECNF的脱盐速率最快,脱盐量最高。以ZnCl2/ECNF比例为2：1时制得的A-ECNF作为电极材料,研究了电极材料的充放电稳定性及充电电流密度、溶液流速和目标电压对A-ECNF电极的脱盐速率、脱盐量和电流效率的影响。结果表明,在合适的参数下(充电电流密度为36mA/g,溶液流速为10ml/min;目标电压为1.2V), A-ECNF电极的脱盐量高达10.2mg/g,电流效率高达57.1%,明显优于ECNF电极。此外,对比现有的不同电极材料的脱盐性能,发现A-ECNF的脱盐性能和目前较好的碳材料如碳化物衍生炭材料的脱盐量相当。循环稳定性测试进一步表明该ZnCl2活化的A-ECNF有望用于电化学脱盐。