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:5
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
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
张瀚文发布了新的文献求助10
刚刚
加减乘除发布了新的文献求助10
刚刚
2秒前
2秒前
caocao发布了新的文献求助10
2秒前
hi发布了新的文献求助10
2秒前
wujun完成签到,获得积分10
3秒前
佟语雪完成签到,获得积分10
3秒前
畅快的店员完成签到,获得积分20
3秒前
bluer发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.1应助hahahah采纳,获得10
4秒前
5秒前
小柏学长完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
斯文败类应助苦思力采纳,获得10
6秒前
rock发布了新的文献求助10
6秒前
1234发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.2应助Eureka采纳,获得10
7秒前
昏睡的小笼包儿完成签到,获得积分20
8秒前
特昂唐完成签到 ,获得积分10
8秒前
帅气的小翟完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
李大能发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
oy发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
丘比特应助un采纳,获得10
12秒前
12秒前
zychaos发布了新的文献求助10
12秒前
期待未来完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
15秒前
Jingtaixing完成签到,获得积分10
15秒前
执着大山完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI6.1应助希希采纳,获得10
15秒前
潘越发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
linkman发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Research for Social Workers 1000
Mastering New Drug Applications: A Step-by-Step Guide (Mastering the FDA Approval Process Book 1) 800
The Social Psychology of Citizenship 600
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5911931
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6829115
关于积分的说明 15783578
捐赠科研通 5036777
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2711421
邀请新用户注册赠送积分活动 1661737
关于科研通互助平台的介绍 1603823