二維層狀插層主客體結構電極構筑雙離子脫鹽電池及其電化學去離子性能研究
項目類別：?國家自然科學基金
項目編號：21965027
項目規模：40萬元
參與人員：羅民; 房俊卓; 李曉曼; 王力峰; 周瑞娟; 仝云霄; 駱詩劍; 魏文慧; 高萬國
起止日期：2020/01-2023/12
為了解決水資源短缺和水環境污染的問題，急需開發低成本，高性能脫鹽技術。電化學去離子化技術因低能耗和環境友好等特點，在咸水脫鹽、廢水治理等方面有巨大的應用潛力。本項目擬以二維層狀主客體插層結構復合電極構筑雙離子脫鹽電池，以層板帶負電荷的二維層狀過渡金屬碳化物（MXenes）作為陰極捕獲陽離子，以層板帶正電荷的雙羥基氫氧化物（LDHs）作為陽極俘獲陰離子，通過高活性客體插層組裝到層間形成主客體結構復合電極材料。該系統將法拉第反應引入脫鹽過程，可以有效提高脫鹽量和電荷效率。系統研究二維層狀陰陽離子電極的制備工藝-主客體插層結構控制-電荷效率-脫鹽性能之間的關系，尤其是二維層狀材料的層間限域效應和層板主體與層間客體的主客體相互作用機制。該新型雙離子脫鹽電池將有望實現海水淡化以及有價值的離子提取或有害離子脫除，為開發一種節能環保、低成本、高導電性和高容量的法拉第離子脫鹽電池提供新的思路和方法。