碳维度工程调控锰氧化物复合电极实现高效电化学脱盐

本研究由来自国内外团队的研究人员针对电化学脱盐（ECDI）中电极材料设计问题，系统探究了碳维度（1D CNTs、2D rGO、3D AC）对钠锰氧化物-碳复合电极（NMO@Cs）性能的影响。结果表明NMO@rGO电极的脱盐容量最高（67.2 mg g?1），NMO@CNT循环稳定性最优（200次循环后保持96.8%容量），NMO@AC具备成本优势。钠预嵌策略稳定层状结构并提升Na+去除效率，为高性能ECDI电极设计提供重要参考。

　　

电化学脱盐（ECDI）技术因其高效节能和环境友好特性，已成为苦咸水处理和水质软化领域的新兴解决方案。本研究聚焦碳材料维度调控策略，通过将一维碳纳米管（CNTs）、二维还原氧化石墨烯（rGO）及三维活性炭（AC）与预嵌钠的锰氧化物（NMO）复合，构建了兼具阴阳离子捕获功能的复合电极体系（NMO@Cs与PPy@Cs）。系统表征发现：NMO@rGO电极表现出最高的盐去除容量（67.2 mg g^?1），而NMO@CNT电极则展现出卓越的循环稳定性（200次循环后仍保持96.8%的容量）。NMO@AC体系虽性能适中，但因其低成本和易加工特性具有实际应用潜力。值得注意的是，钠离子预嵌策略不仅稳定了层状NMO晶体结构，还增加了活性位点，显著提升了钠离子去除效率。该研究为碳基复合电极的维度工程设计提供了重要理论与实践依据，推动了高效ECDI技术的发展。