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華東師范大學Likun Pan課題組--用于高性能混合電容去離子的碳納米管橋接六氰鐵酸鎳結構
       金屬六氰金屬酸鹽(MHCF)被廣泛用作混合電容去離子(HCDI)電極材料,但其低的本征電導率嚴重阻礙Na+在其三維骨架結構中的快速嵌入/脫嵌,破壞了其脫鹽性能。 在此,我們設計了一種碳納米管(CNT)橋聯六氰基鐵酸鎳體系結構(NIHCF)。 高導電碳納米管不僅是NiHCF均勻生長的骨架,提供了更多離子可及的表面和活性位點,而且是連接NiHCF顆粒的導電橋,防止了NiHCF顆粒的團聚,促進了脫鹽過程中的電荷轉移和離子擴散。 因此,由NiHCF/CNT陰極和AC陽極組裝的HCDI電池在500 mg/L NaCl溶液中具有良好的脫鹽性能,脫鹽能力高達29.1mg/g,脫鹽速率高達7.2mg/g/ min。 本工作為制備高性能的MHCF基脫鹽電極提供了一種簡便的方法。
 
Figure 1. NiHCF/CNT 復合材料制備示意圖。
  Figure 2. a)NiHCF/CNT-2、(b)NiHCF/CNT-5、(c)NiHCF/CNT-10、(d)NiHCF/CNT-20的FESEM圖像。(e,f)NiHCF/CNT-5的TEM圖像以及(g)Fe、(h)Ni和(i)C的元素映射圖。
  Figure 3. NiHCF/CNT復合材料的(a)XPS光譜和NiHCF/NNT-5的高分辨率(b)Fe2p、(c)Ni2p和(d)C1s光譜。
  Figure 4. CNT和NiHCF/CNT復合材料的(a)氮吸附-解吸等溫線和(b)孔徑分布曲線。
  Figure 5. (a)10 mV/s下CNT和NiHCF/CNT復合材料的CV曲線;(b)2–50 mV/s下NiHCF/CNT-5的CV曲線和(c)Log(i)-Log(v)曲線;(d)NiHCF/CNT復合材料的Nyquist圖。
  Figure 6. (a)CNT和NiHCF/CNT復合材料在1 A/g下的GCD曲線;(b)不同電流密度下NiHCF/CNT-5的GCD曲線。
 
Figure 7. a)碳納米管和NiHCF/碳納米管復合材料的脫鹽能力。(b)NiHCF/CNT-5電極的脫鹽速率。(c)碳納米管和NiHCF/碳納米管復合材料的脫鹽Ragone圖。(d)0.8-1.2 V電壓下NiHCF/CNT-5電極的脫鹽能力(重復測量3次)。(e)NiHCF/CNT-5電極在250-1000 mg/L NaCl溶液中的脫鹽能力(測量重復三次)。(f)NiHCF/CNT-5電極在1.2 V下30次循環的脫鹽性能。
  
      相關研究工作由華東師范大學Likun Pan課題組于2022年在線發表于《Journal of Colloid and Interface Science》期刊上,原文:Carbon nanotube bridged nickel hexacyanoferrate architecture for high-performance hybrid capacitive deionization。

轉自《石墨烯研究》公眾號
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