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发布时间：2024-12-10

       近日，福建省水污染阻控与系统智能技术工程研究中心蒋柱武教授、何畅副教授团队与希腊帕特雷大学副校长Dionysios Mantzavinos教授、化学工程系主任Alexandros Katsaounis教授通过国际合作，在高效电容去离子电极材料开发方面取得新进展。团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上发表题为 “Metal-organic framework/layered double hydroxide (MOF/LDH) hetero-nanosheetarray for capacitive deionization”的原创性研究论文。论文第一作者为蒋柱武教授，第二作者为硕士研究生张俊，通讯作者为何畅副教授。福建理工大学为第一作者单位和通讯单位。

        实现电极材料结构和组成的合理和精确调谐是提高电容去离子（CDI）性能的一种有前途的策略。然而，这一努力遇到了重大挑战。在这里，我们提出了一个精心设计的分层多孔MOF/LDH异质纳米片阵列（NiCoMn-HNA），它可以用作高效捕获Cl⁻的阳极。NiCoMn-HNA独特的分层和渗透性结构提供了广泛的活性位点可达性，促进了电解质的快速扩散，从而建立了高效电荷和离子转移的便捷途径。因此，这提高了总体效率和各自的速率。此外，NiCoMn-ZIF-L和NiCoMn-LDH中空赝电容材料之间的协同效应显著提高了NiCoMn-HNA的电化学性能和脱盐能力。因此，NiCoMn-HNA电极具有较大的电化学容量、优异的盐吸附能力（103.1 mg g⁻¹）和显著的循环脱盐稳定性（90.47 %保留率）。密度泛函理论（DFT）计算证实，NiCoMn-HNA的中空结构有效地促进了NiCoMn-LDH和NiCoMn-ZIF-L之间的界面电荷转移，从而提高了离子转移速率，降低了离子迁移所需的能量。本研究提出了一种有针对性地设计高性能电极材料的新策略，以推动CDI技术的发展。

        该研究工作得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建理工大学科研启动基金、结构化学国家重点实验室开放基金等项目的支持。

图文摘要

        论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158120