MXene/活性炭纤维复合电极制备及其电容去离子性能研究

摘要

电容去离子(CDI)以其能耗低、性能稳定等优点在水的脱盐应用中具有良好的潜力。电极材料是CDI技术的核心。采用静电纺丝法制备MXene/活性炭纤维(MXene/ACF)复合电极,利用SEM、TEM、比表面积分析、电化学测试等手段研究了复合电极结构、电容特性等性质特征,采用半连续试验研究了MXene/ACF复合电极CDI去离子性能。研究发现,MXene和ACF复合形成的三维网状结构、起皱粗糙表面为CDI过程提供丰富的离子传输通道和活性结合点;MXene/ACF的比表面和比电容分别是纯ACF的2.4倍和2.18倍;对初始电导率为100μm/cm的氯化钠溶液,脱盐效率为55.2%,较ACF电极提高39%,去除过程符合准二级动力学模型。MXene/ACF复合电极在工业水脱盐、苦咸水淡化上具有良好应用前景。