Docked ions: Vertical-aligned tubular arrays for highly efficient capacitive deionization

电容去离子 海水淡化 吸附 电极 材料科学 离子 电容感应 纳米技术 化学工程 海水淡化 微咸水 化学 电气工程 盐度 工程类 有机化学 物理化学 生态学 生物化学 生物
作者
Zhiyong Luo,Dong Wang,Lingqi Huang,Xiangyang Liu,Qi Zhang,He Zhu,Shiping Zhu
出处
期刊:Desalination [Elsevier]
卷期号:540: 115985-115985 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.desal.2022.115985
摘要

Capacitive deionization (CDI) is an effective method for desalination of brackish water to alleviate the global freshwater crisis. Obtaining high desalination capacity is the primary focus of this field. Based on capacitive and pseudocapacitive behavior of the electrodes, current research is mainly devoted to increasing the specific surface area of electrode materials, however, the NaCl adsorption capacity is typically limited to the range of 10–20 mg g−1. In this work, we propose a new design paradigm of using a vertical-aligned nanotubular structure for CDI. This design allows ions to be temporarily held inside the electrodes like ships docked in a harbor (ion-docking effect, IDE) due to the greatly diminished water flow inside the tubes, thus enhancing the desalination capacity. As a result, the obtained CDI device based on vertical-aligned nanotubular P-TiO2 arrays shows an ultra-high NaCl adsorption capacity of ~60 mg g−1 within 30 min in 0.01 mol L−1 NaCl solution under 1.2 V, corresponding to a rapid average adsorption rate of 2 mg g−1 min−1. Moreover, the adsorption capacity could be further increased up to 121 and 136 mg g−1 under 1.2 and 1.5 V for 2.5 h adsorption, respectively, but still far from its equilibrium value. Finally, experiments and theoretical simulations are combined to further understand the IDE in CDI. This work highlights the discovery and the utilization of IDE in CDI, and provides new guidance for the design of CDI electrodes and can facilitate the development of CDI technology.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
布谷完成签到,获得积分10
1秒前
香蕉觅云应助小王采纳,获得10
1秒前
彭于晏应助追寻澜采纳,获得10
2秒前
Akim应助周老八采纳,获得10
3秒前
3秒前
打打应助狂野悟空采纳,获得10
5秒前
香蕉以菱完成签到 ,获得积分10
5秒前
欧小鑫完成签到,获得积分10
6秒前
万幸鹿完成签到,获得积分10
6秒前
希望天下0贩的0应助JxJ采纳,获得10
6秒前
7秒前
handan发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
张宇琪完成签到,获得积分10
7秒前
yingying完成签到,获得积分10
7秒前
youy完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
孤独衣发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
gennp发布了新的文献求助10
10秒前
奋斗不止发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
youy发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
vincez发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
科研通AI2S应助yaya采纳,获得10
13秒前
Queen发布了新的文献求助10
15秒前
德鲁大叔完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
张宇琪发布了新的文献求助10
18秒前
祥子完成签到,获得积分10
19秒前
追寻澜发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 870
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Fundamentals of Dispersed Multiphase Flows 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3254378
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2896597
关于积分的说明 8293307
捐赠科研通 2565536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1393084
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652418
邀请新用户注册赠送积分活动 629946