电控离子交换技术(ESIX)是一种新型的环境友好型的离子分离技术，对于溶液中低浓度的离子也能够达到良好的分离效果。在离子处理过程中，对膜电极施加一定的氧化还原电位从而来精确地控制离子的置入和释放，进而能有效地避免二次化学污染。ESIX的关键在于开发针对目标离子的电活性材料。电活性材料既可以传导电子又可以传导离子，目前常用的电活性材料主要分为有机导电高分子聚合物(如：聚苯胺、聚吡咯、聚乙撑二氧噻吩等)、无机过渡金属材料(例如：双金属氢氧化物、铁氰化物等)以及有机-无机复合材料。本文针对铯离子，应用暴露(101)晶面的氯氧铋实现了对铯离子的电控去除，并进一步结合电化学石英晶体微天平探究了暴露(001)晶面的氯氧铋的电控离子交换特性。
　　铯离子作为一种放射性污染物，由于半衰期长、易扩散等特点对环境和人体有极大的危害。氯氧铋作为一种无机电活性材料，由于其具有独特的层状结构、半导体特性以及优异的光催化特性而被广泛应用在环境保护和能源再生方面。由于放射性的137Cs具有很大的危害性，因此本文采用无放射性的氯化铯模拟废水中的铯。针对模拟废水中的铯，本文通过水热法合成了以(101)暴露晶面为主的氯氧铋(BOC-1)，并通过简单的涂覆法制备了电活性膜。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对氯氧铋和氯氧铋涂覆的电活性膜进行了表征，并通过吸附实验对氯氧铋涂覆的电活性膜分离去除铯离子的能力进行了考察。研究表明，对于BOC-1/PVDF电活性膜，随着吸附电压从0V增大到-0.7V，Cs+的吸附速率和吸附量提高。对比试验表明在制备电活性膜的过程中加入导电炭黑有利于增强铯离子的吸附效果。对于不同初始浓度的铯离子模拟废水，BOC-1/SP/PVDF电活性膜对于铯离子的吸附均符合准二级动力学。BOC-1/SP/PVDF电活性膜在Li+/Cs+和Na+/Cs+的二元混合溶液中对铯离子具有有效的选择性，同时在稳定性实验中发现该电活性膜在初始阶段对电压比较敏感。实验中对比了不同暴露晶面的氯氧铋制备的电活性膜对铯离子的吸附效果，并针对效果较好的氯氧铋研究了溶液pH值对其铯离子吸附效果的影响。
　　为了进一步研究以(001)暴露晶面为主的氯氧铋(BOC-2)的电活性和电控离子交换特性，对BOC-2涂覆的铂电极分别在酸性、碱性、中性盐溶液中进行循环伏安测试来研究其电活性，并结合SEM和XRD表征探究了在中性盐溶液中氧化还原电压对电极材料的影响。通过循环伏安法(CV)结合电化学石英晶体微天平技术(EQCM)，在不同的金属离子溶液中对BOC-2修饰的晶片电极的电控离子交换行为进行了检测。结果表明，在加电的条件下BOC-2材料在中性条件下较稳定，且对碱金属离子中的Li+和Na+有单一的阳离子交换特性，交换量分别为25mg/g和40mg/g，对重金属离子中的Cu2+有单一的阳离子交换特性，交换量为50mg/g。