美国密歇根科技大学Yun Hang Hu课题组--结构和化学工程石墨烯用于电容去离子

高效电容去离子（CDI）技术依赖于电极表面盐离子的无阻碍传输。石墨烯具有高的理论表面积和导电率，可以提供优异的离子吸附条件，是一种理想的侯选者。当离子仅存储在双电层（EDL）中时，具有分级孔结构的亲水性石墨烯表面具有最大化表面积，便于离子的传输。通过静电吸附和法拉第氧化还原反应的协同离子存储下，石墨烯既可以充当电子高速路径，又可以充当相互间隔提供表面限制效应。实质上，结构和化学工程可以提高石墨烯的离子去除能力和速率，并提高充电效率和离子选择性。在这篇综述中，深入了解了CDI技术，以及石墨烯基材料用于CDI的最新进展。合理组装功能材料时，涉及到表面积，孔结构和亲水性等方面，提出了所面临的主要挑战。随着电极材料的发展，最终目标是实现高效，节能和环保的CDI技术。

Figure 1.（A）CDI技术的循环系统，（B）流过和溢流模型示意图。

Figure 2.（A）示意图描绘了HGF的制造过程。（B）HGO片的透射电镜图像。（C）HGF在不同浓度NaCl水性电解质中的电吸附能力。

Figure 3.（A）3DMGA 制备示意图。（B）在电容去离子期间3DGA-OP中离子传输过程。（C）3DGA-OP和3DGA-C电极在50 mg L-1 NaCl溶液中的溶液电导率与时间的关系曲线。

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

该研究工作由美国密歇根科技大学Yun Hang Hu课题组，于2020年发表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：Structurally and chemically engineered graphene for capacitive deionization。