V_(2)CF_(x)MXene衍生2D V_(2)O_(3)@介孔碳纳米片的制备及其电容脱盐特性OA北大核心CSTPCD

采用同源金属V_(2)CF_(x)MXene作为前驱体制备了三氧化二钒@多孔碳(V_(2)O_(3)@porous carbon,V_(2)O_(3)@PC)纳米片作为电容去离子(CDI)阳极,研究其脱盐特性。实验探究了在不同在碳化温度下V_(2)O_(3)@PC的结构、结晶度、润湿性、石墨化程度和电化学特性。研究表明,所制备的V_(2)O_(3)@PC呈现出典型的2D纳米片结构,高结晶度的V_(2)O_(3)纳米颗粒被高石墨化度的PC牢牢束缚。这种结构具有良好的界面润湿性和高导电性,因而可以促进电解质的渗透,加速界面电荷的转移以并促进盐离子的传输和扩散。此外,PC也能较好的抑制V_(2)O_(3)在多次循环后的体积膨胀。电化学结果表明,V的可逆电化学转化在一定程度上提高了Na^(+)的储存。当电压为1.2 V时,NaCl电导率为1000μS·cm^(−1)时,优化后的V_(2)O_(3)@PC电极具有高达2.20 mmol∙g^(−1)的脱盐容量,0.13 mmol∙g^(−1)∙min^(−1)的脱盐速率,62%的水回收率以及24.0 Wh∙m^(−3)的低能耗。