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美國密歇根科技大學Yun Hang Hu課題組--結構和化學工程石墨烯用于電容去離子

高效電容去離子（CDI）技術依賴于電極表面鹽離子的無阻礙傳輸。石墨烯具有高的理論表面積和導電率，可以提供優異的離子吸附條件，是一種理想的侯選者。當離子僅存儲在雙電層（EDL）中時，具有分級孔結構的親水性石墨烯表面具有最大化表面積，便于離子的傳輸。通過靜電吸附和法拉第氧化還原反應的協同離子存儲下，石墨烯既可以充當電子高速路徑，又可以充當相互間隔提供表面限制效應。實質上，結構和化學工程可以提高石墨烯的離子去除能力和速率，并提高充電效率和離子選擇性。在這篇綜述中，深入了解了CDI技術，以及石墨烯基材料用于CDI的最新進展。合理組裝功能材料時，涉及到表面積，孔結構和親水性等方面，提出了所面臨的主要挑戰。隨著電極材料的發展，最終目標是實現高效，節能和環保的CDI技術。

Figure 1.（A）CDI技術的循環系統，（B）流過和溢流模型示意圖。

Figure 2.（A）示意圖描繪了HGF的制造過程。（B）HGO片的透射電鏡圖像。（C）HGF在不同濃度NaCl水性電解質中的電吸附能力。

Figure 3.（A）3DMGA 制備示意圖。（B）在電容去離子期間3DGA-OP中離子傳輸過程。（C）3DGA-OP和3DGA-C電極在50 mg L-1 NaCl溶液中的溶液電導率與時間的關系曲線。

Figure 4. （A）表面微孔石墨烯的STEM圖像。（B）表面微孔石墨烯活性炭在50 mg L-1 NaCl水溶液中的電吸附能力。（C）HGC的SEM圖像和（D）電吸附能力。

該研究工作由美國密歇根科技大學Yun Hang Hu課題組，于2020年發表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：Structurally and chemically engineered graphene for capacitive deionization。

轉自《石墨烯雜志》公眾號



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