Order-in-disordered ultrathin carbon nanostructure with nitrogen-rich defects bridged by pseudographitic domains for high-performance ion capture

纳米结构 电容去离子 电化学 离子 碳纤维 电导率 材料科学 氮气 纳米片 电极 纳米技术 化学工程 化学 复合材料 有机化学 物理化学 工程类 复合数
作者
Mingxing Liang,Yifan Ren,Jun Cui,Xiaochen Zhang,Siyang Xing,Jingjing Lei,Mengyao He,Haijiao Xie,Libo Deng,Fei Yu,Jie Ma
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:20
标识
DOI:10.1038/s41467-024-50899-5
摘要

Carbon materials with defect-rich structure are highly demanded for various electrochemical scenes, but encountering a conflict with the deteriorative intrinsic conductivity. Herein, we build a highway-mediated nanoarchitecture that consists of the ordered pseudographitic nanodomains among disordered highly nitrogen-doped segments through a supramolecular self-assembly strategy. The "order-in-disorder" nanosheet-like carbon obtained at 800 °C (O/D NSLC-800) achieves a tradeoff with high defect degree (21.9 at% of doped nitrogen) and compensated electrical conductivity simultaneously. As expected, symmetrical O/D NSLC-800 electrodes exhibit superior capacitive deionization (CDI) performance, including brackish water desalination (≈82 mgNaCl g−1 at a cell voltage of 1.6 V in a 1000 mg L−1 NaCl solution) and reusage of actual refining circulating cooling water, outperforming most of the reported state-of-the-art CDI electrodes. The implanted pseudographitic nanodomains lower the resistance and activation energy of charge transfer, which motivates the synergy of hosting sites of multiple nitrogen configurations. Our findings shed light on electrically conductive nanoarchitecture design of defect-rich materials for advanced electrochemical applications based on molecular-level modulation. Carbon materials are widely used in electrochemical technologies. However, their intrinsic conductivity deteriorates over time. Here the authors build a highway-mediated nanoarchitecture of ordered pseudographitic nanodomains to promote charge transfer for electrochemical ion capture.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
浅浅完成签到,获得积分10
3秒前
杨和完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
DrYang发布了新的文献求助10
6秒前
祁乾完成签到 ,获得积分10
9秒前
KimJongUn发布了新的文献求助10
9秒前
汉堡包应助思睿拜采纳,获得10
11秒前
lou发布了新的文献求助10
11秒前
魯蛋完成签到,获得积分10
12秒前
乐乐完成签到 ,获得积分10
12秒前
guosien完成签到,获得积分10
12秒前
星辰大海应助shinn采纳,获得10
14秒前
传奇3应助hai采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
许言完成签到,获得积分10
16秒前
君莫笑完成签到,获得积分10
16秒前
KimJongUn完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
hehehaha发布了新的文献求助20
18秒前
20秒前
orixero应助悠然采纳,获得10
20秒前
叶y发布了新的文献求助10
21秒前
汉堡包应助俊俊采纳,获得10
21秒前
一只橙子发布了新的文献求助10
22秒前
lou完成签到,获得积分20
22秒前
碧蓝醉蝶发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
许非帆完成签到 ,获得积分10
24秒前
青衣北风发布了新的文献求助10
25秒前
星辉斑斓发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
27秒前
shinn发布了新的文献求助10
27秒前
善学以致用应助新芝采纳,获得10
28秒前
adazbq发布了新的文献求助30
29秒前
科研通AI5应助顺利毕业采纳,获得10
30秒前
通透科研完成签到,获得积分10
31秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967482
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512759
关于积分的说明 11164944
捐赠科研通 3247740
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794021
邀请新用户注册赠送积分活动 874785
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804517