电容去离子技术是一种低耗高效环保的苦咸水脱盐高新技术，其核心和关键是高性能炭基电极材料的创制。本项目针对目前炭材料电极脱盐容量低、循环稳定性差等瓶颈性难题，开展系列工作。采用静电纺丝技术，研究并建立创制结构新颖、性能优异的碳纤维复合电极材料的新技术策略；提出并发展氧化、氨基化及磺化反应调控炭电极材料的表面物理化学性质的新科学方法，研究揭示了金属离子与炭电极表面/界面的相互作用机制；提出并组装无离子交换膜的杂化电容去离子模块新设计理念和调变策略，以此提高脱盐量（14.9 mg g-1）及电流效率（60 %）；研究并建立了油水分离用碳纳米管/石墨烯复合材料的新技术思路；研究并发展了重金属脱除方面有良好效果的ZIF-8/碳纤维复合材料及改性聚丙烯腈凝胶材料合成新技术；研究建立规模化构筑新型功能化炭电极材料和电容去离子模块化组装结构的新技术方法，该系统的吨水处理能耗为1.15 kWh；绿色能源太阳能电池用于CDI的输出，实现了55 %以上的能量回收率，进一步降低了CDI技术的能耗。成果为开发低碳、低耗、低廉及低污的苦咸水/海水淡化、污水再生及生物质化学品脱盐等技术奠定了理论和技术基础，有重要学术价值和广阔应用前景。