CN112981147A - 一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法 - Google Patents

一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法，包括相对设置的第一电容组件和第二电容组件，以及用于密封电容的密封组件；所述第一电容组件和第二电容组件上均包括集流体，所述集流体上涂覆有氮掺杂活性炭电极材料；所述第一电容组件和第二电容组件之间设置有供稀土溶液输送的空隙层；所述稀土回收方法包括：使包含稀土离子的稀土溶液在输送泵的带动下流入至所述的电容去离子稀土回收装置中；使所述稀土溶液在带有所述氮掺杂活性炭电极材料的电容上进行去离子反应，完成对所述稀土离子的吸附。本发明能以更加环保的形式回收稀土，且能降低稀土回收的成本，并且还能提高稀土回收的效率。

Description

一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置 及方法
技术领域
本发明涉及稀土回收领域，尤其涉及一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法。
背景技术
稀土元素具有非常特殊的电子结构和优异的物理化学性质，被广泛应用于国防工业、电子行业等领域，是高新技术产业发展中必需的重要原料。近年来，随着科技水平的迅速发展，电子废物的数量也迅速增加，大量稀土金属进入到环境中，不仅对环境和人类健康造成了不利影响，还导致稀土金属大量浪费，而我国作为稀土金属的供应大国，这种现象尤为严重。
为解决上述社会问题，目前国内外已有多种稀土元素分离与提纯技术，包括分级结晶和分级沉淀法、离子交换法、萃取色层法、溶剂萃取法、氧化还原法等。虽然上述方法的工艺已经非常成熟，但是他们普遍存在着需要添加大量药剂、且反应耗时长、适用性不强，造成了污染严重、效率低下、成本高等问题。
此外，上述溶剂萃取法虽然是当前稀土分离与提纯的主流技术，但是，其采用的萃取剂通常具有较强的毒性，易造成环境污染，不符合“绿色化学”理念。
鉴于此，有必要提供一种新的基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法，以解决或至少缓解上述稀土回收时污染严重、效率低下、成本高的技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法，旨在解决现有技术中稀土回收时污染严重、效率低下、成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置，包括相对设置的第一电容组件和第二电容组件，以及用于将所述第一电容组件和所述第二电容组件密封成一体的密封组件；
其中，所述第一电容组件和第二电容组件上均包括集流体，所述集流体上涂覆有氮掺杂活性炭电极材料；
所述第一电容组件和第二电容组件之间设置有供稀土溶液输送的空隙层。
进一步地，所述第一电容组件自外至内依次设有第一外壳体、第一填充板、正极集流体，其中，所述正极集流体在远离所述第一外壳体的一侧覆有所述氮掺杂活性炭电极材料；
所述第二电容组件自外至内依次设有第二外壳体、第二填充板、负极集流体，其中，所述负极集流体在远离所述第二外壳体的一侧覆有所述氮掺杂活性炭电极材料；
所述正极集流体和所述负极集流体之间设有带所述空隙层的垫片，所述空隙层与外界之间设有输送稀土溶液的送料通道和出料通道。
进一步地，所述第一外壳体和所述第二外壳体均为聚碳酸酯板，所述第一填充板和所述第二填充板均为硅胶板，所述垫片为硅橡胶垫片，所述密封组件中起密封作用的密封件由橡胶材料构成。
本发明还提供一种应用于上述任意一项所述的电容去离子稀土回收装置的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺，其特征在于，包括：将吡咯单体与活性炭进行原位聚合，以及对所述原位聚合生成的聚合产物进行煅烧得到所述氮掺杂活性炭电极材料。
进一步地，所述将吡咯单体与活性炭进行原位聚合的步骤包括：
将活性炭悬浮液与吡咯溶液混合，得吡咯活性炭悬浮液；
将过硫酸铵盐酸溶液加入所述吡咯活性炭悬浮液中，并依次进行混合搅拌处理、固液分离处理、洗涤处理和烘干处理，得所述聚合产物；
其中，所述活性炭悬浮液的制备方法包括：将所述活性炭按第一固液比分散到盐酸溶液中，得所述活性炭悬浮液；
所述吡咯溶液的制备方法包括：将所述吡咯单体按第二固液比溶解到所述盐酸溶液中，得所述吡咯溶液；
所述过硫酸铵盐酸溶液的制备方法包括：将过硫酸铵按第三固液比溶解到所述盐酸溶液中，得所述过硫酸铵盐酸溶液。
进一步地，所述混合搅拌处理的步骤包括：将所述过硫酸铵盐酸溶液加入所述吡咯活性炭悬浮液后，保持在0-5℃的温度范围内搅拌4小时；
所述洗涤处理包括：通过去离子水和甲醇溶液将所述固液分离后产生的固体物洗涤至滤液无色；
所述烘干处理包括：将所述洗涤处理后的所述固体物在80℃下干燥24h。
进一步地，所述盐酸溶液的物质的量浓度为1mol/L；所述第一固液比为1mg：1mL；所述第二固液比为0.6g：100mL；所述第三固液比为0.82g：50mL。
进一步地，所述煅烧包括：将所述聚合产物置于氮气的保护的、且设定升温速度为4℃/min的高温炉中，并使所述聚合产物依次在400℃下和700℃下分别保持2h，得所述氮掺杂活性炭电容去离子电极材料。
本发明还提供一种上述任一项所述的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺制备得到的电极材料在用于电容去离子装置在稀土回收中的应用。
本发明还提供一种回收稀土的电容去离子方法，使包含稀土离子的稀土溶液在输送泵的带动下流入至如上述任意一项所述的电容去离子稀土回收装置中；
使所述稀土溶液在带有所述氮掺杂活性炭电极材料的电容上进行去离子反应，完成对所述稀土离子的吸附。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明创新性的提出一种通过电化学的电容去离子方法，通过以双层电吸附为原理，并搭配比表面积大、吸附容量好、循环性能优良、对稀土元素具有良好选择性的电极材料完成对稀土离子的吸附，能以更加环保的形式回收稀土，且能降低稀土回收的成本，并且还能提高稀土回收的效率。具体的，通过将稀土溶液置于所述电容去离子稀土回收装置中进行稀土离子的吸附，基于双电层吸附的原理，以电吸附的形式对稀土离子进行回收，不会对环境产生污染，还能以自动化形式对控制所述电容去离子稀土回收装置的运行，且所述电容去离子稀土回收装置耗费的材料和人工都极少，并且在运行时所需的供电电压小；此外，通过采用所述氮掺杂活性炭电极材料对稀土离子进行吸附，利用其表面积大、吸附容量好、循环性能优良、对稀土元素具有良好选择性等优点，能进一步提高所述电容去离子稀土回收装置的稀土回收效率，实现1.2V工作电压下低浓度稀土回收率大于95％、稀土吸附容量大于20mg/g。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例中电容去离子稀土回收装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中活性炭电极材料(2a)和氮掺杂活性炭电极材料(2b)在扫描电镜下放大1000倍的对比图；
图3为本发明实施例中氮掺杂活性炭电极材料在扫描速率为100mV/s，扫描范围为0-1.2V时的恒流充放电图；
图4为本发明实施例中基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置和基于活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置对稀土溶液中La3+的吸附曲线；
图5为本发明实施例中的氮掺杂活性炭电极材料的X射线衍射图。
附图标号说明：送料通道1、第一外壳体2、第一填充板3、正极集流体4、氮掺杂活性炭电极材料5、垫片6、负极集流体7、第二填充板8、第二外壳体9、出料通道10。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本领域普通技术人员应当得知的是，作为对本发明实施方式的进一步说明，本发明中的活性炭电极材料可以称为电容活性炭，氮掺杂活性炭电极材料5可以称为氮掺杂电容活性炭；且在本发明中，因为采用吡咯单体作为氮源，因此，所述氮掺杂活性炭电极材料5也可以称为聚吡咯碳化改性电容活性炭。
如图1所示，本发明提供了一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置，包括相对设置的第一电容组件和第二电容组件，以及用于将所述第一电容组件和所述第二电容组件密封成一体的密封组件。
其中，所述第一电容组件和第二电容组件上均包括集流体，所述集流体上涂覆有氮掺杂活性炭电极材料5，所述氮掺杂活性炭电极材料5在通电的情况下可以高效吸附所述稀土溶液中的稀土离子，从而实现对所述稀土离子的电容去离子吸收。
所述第一电容组件和第二电容组件之间设置有供稀土溶液输送的空隙层，以使所述稀土溶液中的稀土离子被吸附至所述集流体的所述电极材料处。
本发明中创新性的采用电化学方式的电容去离子法进行稀土离子的回收，所述电容去离子稀土回收装置以双层电吸附为原理，并搭配比表面积大、吸附容量好、循环性能优良、对稀土元素具有良好选择性的所述氮掺杂活性炭电极材料5，能够以低成本、无二次污染、高效的方式回收所述稀土溶液的稀土离子。
如图2所示，通过将制备后的所述氮掺杂活性炭电极材料5(具体制备方法随后详述)与所述活性炭电极材料比对，可以看出所述氮掺杂活性炭电极材料5具有丰富的孔结构。
此外，参考图3，根据所述氮掺杂活性炭电极材料5的恒流充放电图，可以看出，在扫描速率为100mV/s，扫描范围为0-1.2V时，所述氮掺杂活性炭电极材料5具有优异的可循环性能。
以对La3+的回收为例，具体参考图4，可以看出，所述基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置能显著提高对La3+的吸附容量，并通过与基于活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置进行比对，可以看出，所述基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置对La3+的吸附容量提高了4-5倍。
由此可以得出，基于双电层吸附原理，所述基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置通过电吸附特性，能强化稀土回收效果。且所述电容去离子稀土回收装置在1.2V工作电压下，低浓度稀土回收率大于95％、稀土吸附容量大于20mg/g。此外，所述电容去离子稀土回收装置绿色环保，使用清洁电能，能耗低，工作电压仅为1.2V，能避免添加沉淀剂、萃取剂，无二次污染。
作为上述实施方式的其中一种表现形式，所述第一电容组件自外至内依次设有第一外壳体2、第一填充板3、正极集流体4，其中，所述正极集流体4在远离所述第一外壳体2的一侧覆有所述氮掺杂活性炭电极材料5。
所述第二电容组件自外至内依次设有第二外壳体9、第二填充板8、负极集流体7，其中，所述负极集流体7在远离所述第二外壳体9的一侧覆有所述氮掺杂活性炭电极材料5。
需注意的是，所述第一外壳体2和所述第二外壳体9能对所述电容组件起到保护作用，并提供一个相对封闭的反应环境；所述第一填充板3和所述第二填充板8能对所述电容组件起到进一步的保护；所述正极集流体4和所述负极集流体7可以与外界供电装置进行电连接，以使所述电容去离子稀土回收装置中的所述带电极材料的集流体能吸附所述稀土溶液中的稀土离子；所述氮掺杂活性炭电极材料5能显著提高所述电容去离子稀土回收装置的稀土离子回收能力。
此外，所述正极集流体4和所述负极集流体7之间设有带所述空隙层的垫片6，所述空隙层与外界之间设有输送稀土溶液的送料通道1和出料通道10，以使所述稀土容溶液能被所述氮掺杂活性炭电极材料5进行双电层吸附，并能在反应结束后流出所述电容去离子稀土回收装置。
所述进料通道具体可以为：自外界依次穿过所述第一外壳体2、所述第一填充板3、所述正极集流体4后连通至所述空隙层。
所述出料通道10具体可以为：自外界依次穿过所述第二外壳体9、所述第二填充板8、所述负极集流体7后连通至所述空隙层。
作为上述实施方式的进一步细化，所述第一外壳体2和所述第二外壳体9均为聚碳酸酯板，所述第一填充板3和所述第二填充板8均为硅胶板，所述垫片6为硅橡胶垫片6，所述密封组件中起密封作用的密封件由橡胶材料构成。
为提高对稀土离子的回收效率，本发明还提供一种应用于上述任意一项所述的电容去离子稀土回收装置的氮掺杂活性炭电极材料5的制备工艺，包括：将吡咯单体与活性炭进行原位聚合，以及对所述原位聚合生成的聚合产物进行煅烧得到所述氮掺杂活性炭电极材料5。
如图5所示，根据所述氮掺杂活性炭电极材料5与所述活性炭电极材料的X射线衍射图可以看出，所述氮掺杂活性炭电极材料5中成功引入了氮元素。
作为上述实施方式的一种优选，所述将吡咯单体与活性炭进行原位聚合的步骤包括：
将活性炭悬浮液与吡咯溶液混合，得吡咯活性炭悬浮液；
将过硫酸铵盐酸溶液加入所述吡咯活性炭悬浮液中，并依次进行混合搅拌处理、固液分离处理、洗涤处理和烘干处理，得所述聚合产物。
其中，所述活性炭悬浮液的制备方法包括：将所述活性炭按第一固液比分散到盐酸溶液中，得所述活性炭悬浮液。
所述吡咯溶液的制备方法包括：将所述吡咯单体按第二固液比溶解到所述盐酸溶液中，得所述吡咯溶液。
所述过硫酸铵盐酸溶液的制备方法包括：将过硫酸铵按第三固液比溶解到所述盐酸溶液中，得所述过硫酸铵盐酸溶液。
具体地，所述混合搅拌处理的步骤包括：将所述过硫酸铵盐酸溶液加入所述吡咯活性炭悬浮液后，保持在0-5℃的温度范围内搅拌4小时。
所述洗涤处理包括：通过去离子水和甲醇溶液将所述固液分离后产生的固体物洗涤至滤液无色。
所述烘干处理包括：将所述洗涤处理后的所述固体物在80℃下干燥24h。
此外，所述盐酸溶液的物质的量浓度为1mol/L；所述第一固液比为1mg：1mL；所述第二固液比为0.6g：100mL；所述第三固液比为0.82g：50mL。
作为对上述实施方式的另一种优选，所述煅烧包括：将所述聚合产物置于氮气的保护的、且设定升温速度为4℃/min的高温炉中，并使所述聚合产物依次在400℃下和700℃下分别保持2h，得所述氮掺杂活性炭电容去离子电极材料。
本发明还提供一种如上述任一项所述的氮掺杂活性炭电极材料5的制备工艺制备得到的电极材料在用于电容去离子装置在稀土回收中的应用，以使带所述电极材料的所述电容去离子装置能被用于稀土回收，从而提高回收稀土离子的效率。
结合所述电容去离子稀土回收装置，本发明还提供一种回收稀土的电容去离子方法，使包含稀土离子的稀土溶液在输送泵的带动下流入至上述任意一项所述的电容去离子装置中。
使所述稀土溶液在带有所述氮掺杂活性炭电极材料5的电容上进行去离子反应，完成对所述稀土离子的吸附。
通过将所述稀土溶液置于所述电容去离子稀土回收装置中进行反应，能利用所述氮掺杂活性炭电极材料5的特性，并以双层电吸附的形式完成对所述稀土溶液中稀土离子的高效回收。
为使上述实施方式更加具体，现举例说明：
实施例1
一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法，包括：
将200mg活性炭分散到200mL的1mol/L盐酸溶液中，磁力搅拌半小时得到活性炭悬浮液；将0.6g吡咯单体溶解到100mL的1mol/L盐酸溶液中得到吡咯溶液；并将吡咯溶液加入活性碳悬浮液中，得吡咯活性炭悬浮液。
将0.82g(NH4)2S2O8(过硫酸铵)溶解到50mL的1mol/L盐酸溶液中，得到过硫酸铵盐酸溶液；将过硫酸铵盐酸溶液逐滴慢慢加入到上述吡咯活性炭悬浮液中，在0-5℃磁力搅拌4小时。
在搅拌后进行固液分离处理、并用去离子水和甲醇溶液将所述固液分离后产生的固体物洗涤至滤液无色，在80℃下干燥24小时。
将干燥后的聚合产物置于带氮气保护的高温炉中煅烧，煅烧的升温规律为首先以4℃/min的速度加热到400℃，保持2小时，然后以4℃/min的速度加热到700℃，保持2小时，制得以吡咯作为氮源的氮掺杂活性炭电极材料5。
如图5所示，根据所述氮掺杂活性炭电极材料5与所述活性炭电极材料的X射线衍射图可以看出，所述氮掺杂活性炭电极材料5成功引入氮元素。
并且，如图3所示，根据所述氮掺杂活性炭电极材料5的恒流充放电图，可以看出，在扫描速率为100mV/s，扫描范围为0-1.2V时，所述氮掺杂活性炭电极材料5具有优异的可循环性能。
将制得的氮掺杂活性炭电极材料5均匀涂抹在碳片上制成电极板，得覆有氮掺杂活性炭电极材料5的集流体，并参照图1所示的电容去离子稀土回收装置进行组装。
以覆有氮掺杂活性炭电极材料5的电容去离子稀土回收装置对稀土溶液进行吸附处理。具体地，通过泵使稀土溶液以3mL/min的速度通过电容去离子装置，设置供电电压为1.2V，在吸附前后，稀土溶液中稀土离子浓度用电感耦合等离子体光谱发生仪(ICP)测量，测得对La3+的饱和吸附容量为22mg/g。
对比例1
一种基于活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置及方法，包括：
将200mg活性炭分散到200mL的1mol/L盐酸溶液中，磁力搅拌半小时得到活性炭悬浮液。
将0.82g(NH4)2S2O8(过硫酸铵)溶解到50mL的1mol/L盐酸溶液中，得到过硫酸铵盐酸溶液。
将过硫酸铵盐酸溶液逐滴慢慢加入到上述活性炭悬浮液中，在0-5℃磁力搅拌4小时。
在搅拌后进行固液分离处理、并用去离子水和甲醇溶液洗涤至滤液无色，在80℃下干燥24小时。
将干燥后的产物置于带氮气保护的高温炉中煅烧，煅烧的升温规律为首先以4℃/min的速度加热到400℃，保持2小时，然后以4℃/min的速度加热到700℃，保持2小时，制得活性炭电极材料。
将制得的活性炭电极材料均匀涂抹在碳片上制成电极板，得覆有活性炭电极材料的集流体，并按实施例1中的组装方式对电容去离子稀土回收装置进行组装。
以基于活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置对稀土溶液进行吸附处理。具体地，通过泵使稀土溶液以3mL/min的速度通过电容去离子装置，设置供电电压为1.2V，在吸附前后，稀土溶液中稀土离子浓度用电感耦合等离子体光谱发生仪测量，测得对La3+的饱和吸附容量为5mg/g。
另，通过将上述实施例1和对比例1进行比对，如图2所示，所述氮掺杂活性炭电极材料5相较于活性炭电极材料具有丰富的孔结构。
此外，如图4所示，覆有氮掺杂活性炭电极材料5的电容去离子稀土回收装置对La3+的吸附容量相对于覆有活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置提高了4-5倍，可以看出，覆有氮掺杂活性炭电极材料5的电容去离子稀土回收装置能显著提高对La3+的吸附容量。
本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种基于氮掺杂活性炭电极材料的电容去离子稀土回收装置，其特征在于，包括相对设置的第一电容组件和第二电容组件，以及用于将所述第一电容组件和所述第二电容组件密封成一体的密封组件；
其中，所述第一电容组件和第二电容组件上均包括集流体，所述集流体上涂覆有氮掺杂活性炭电极材料；
所述第一电容组件和第二电容组件之间设置有供稀土溶液输送的空隙层。
2.根据权利要求1所述的电容去离子稀土回收装置，其特征在于，所述第一电容组件自外至内依次设有第一外壳体、第一填充板、正极集流体，其中，所述正极集流体在远离所述第一外壳体的一侧覆有所述氮掺杂活性炭电极材料；
所述第二电容组件自外至内依次设有第二外壳体、第二填充板、负极集流体，其中，所述负极集流体在远离所述第二外壳体的一侧覆有所述氮掺杂活性炭电极材料；
所述正极集流体和所述负极集流体之间设有带所述空隙层的垫片，所述空隙层与外界之间设有输送稀土溶液的送料通道和出料通道。
3.根据权利要求2所述的电容去离子稀土回收装置，其特征在于，所述第一外壳体和所述第二外壳体均为聚碳酸酯板，所述第一填充板和所述第二填充板均为硅胶板，所述垫片为硅橡胶垫片，所述密封组件中起密封作用的密封件由橡胶材料构成。
4.一种应用于如权利要求1-3任意一项所述的电容去离子稀土回收装置的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺，其特征在于，包括：将吡咯单体与活性炭进行原位聚合，以及对所述原位聚合生成的聚合产物进行煅烧得到所述氮掺杂活性炭电极材料。
5.根据权利要求4所述的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺，其特征在于，所述将吡咯单体与活性炭进行原位聚合的步骤包括：
将活性炭悬浮液与吡咯溶液混合，得吡咯活性炭悬浮液；
将过硫酸铵盐酸溶液加入所述吡咯活性炭悬浮液中，并依次进行混合搅拌处理、固液分离处理、洗涤处理和烘干处理，得所述聚合产物；
其中，所述活性炭悬浮液的制备方法包括：将所述活性炭按第一固液比分散到盐酸溶液中，得所述活性炭悬浮液；
所述吡咯溶液的制备方法包括：将所述吡咯单体按第二固液比溶解到所述盐酸溶液中，得所述吡咯溶液；
所述过硫酸铵盐酸溶液的制备方法包括：将过硫酸铵按第三固液比溶解到所述盐酸溶液中，得所述过硫酸铵盐酸溶液。
6.根据权利要求5所述的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺，其特征在于，所述混合搅拌处理的步骤包括：将所述过硫酸铵盐酸溶液加入所述吡咯活性炭悬浮液后，保持在0-5℃的温度范围内搅拌4小时；
所述洗涤处理包括：通过去离子水和甲醇溶液将所述固液分离后产生的固体物洗涤至滤液无色；
所述烘干处理包括：将所述洗涤处理后的所述固体物在80℃下干燥24h。
7.根据权利要求5所述的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺，其特征在于，所述盐酸溶液的物质的量浓度为1mol/L；所述第一固液比为1mg：1mL；所述第二固液比为0.6g：100mL；所述第三固液比为0.82g：50mL。
8.根据权利要求4所述的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺，其特征在于，所述煅烧包括：将所述聚合产物置于氮气的保护的、且设定升温速度为4℃/min的高温炉中，并使所述聚合产物依次在400℃下和700℃下分别保持2h，得所述氮掺杂活性炭电容去离子电极材料。
9.一种如权利要求4-8中任一项所述的氮掺杂活性炭电极材料的制备工艺制备得到的电极材料在用于电容去离子装置在稀土回收中的应用。
10.一种回收稀土的电容去离子方法，其特征在于，使包含稀土离子的稀土溶液在输送泵的带动下流入至如权利要求1-3任意一项所述的电容去离子稀土回收装置中；
使所述稀土溶液在带有所述氮掺杂活性炭电极材料的电容上进行去离子反应，完成对所述稀土离子的吸附。
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