网址：https://www.nature.com/articles/s41467-024-49319-5
推文编号：EC20240037
水体中的氯离子会对生态环境和人体健康产生不良影响，电化学技术是一种实现高效氯离子去除和捕获的绿色新途径，因此开发稳定、高性能的氯离子存储电极对于高效储能和水体净化具有重要意义。本研究开发了一种负载于碳毡电极上的具有自由离子扩散途径和高活性吸附位点的P、S共掺杂多孔空心纳米管阵列（CoNiPS@CF），并将其应用于水体氯离子的高效吸附储能中。结果表明，由于多孔空心纳米管结构和P、S共掺杂的协同作用，基于CoNiPS@CF的电容去离子化（CDI）系统的脱盐容量高达76.1 mg Cl-/g，并表现出快速的脱盐速率（6.33 mg Cl-/(g·min)）和优异的循环稳定性（容量保持率大于90%），以上结果均显著优于现有电极的脱盐性能。进一步的机理研究表明，本研究开发的CoNiPS@CF多孔空心纳米管结构由于电极内部的快速离子传输和大量反应位点的存在，实现了快速高效的离子扩散动力学。此外，S元素的引入还减少了CoNiP表面的钝化层，有效降低了Cl-捕获的吸附能，从而提高了CoNiPS@CF电极的电导率和表面电化学活性，进一步加快了吸附动力学。本研究为提高过渡金属磷化物的反应性、提高氯捕获的稳定性，以及提高电化学脱氯技术的反应效率等提供了新的有力策略。
An Overview Figure（引自原文）
Siyang Xing, Ningning Liu, Qiang Li, Mingxing Liang, Xinru Liu, Haijiao Xie, Fei Yu & Jie Ma. Reactive P and S co-doped porous hollow nanotube arrays for high performance chloride ion storage. Nature Communications 2024, 15, 4951.
https://www.nature.com/articles/s41467-024-49319-5
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