Synergy of structural engineering and dual-heteroatoms co-doping engineering boosting porous carbon toward efficient capacitive deionization

电容去离子 杂原子 材料科学 海水淡化 化学工程 碳纤维 电化学 介孔材料 超级电容器 比表面积 电极 纳米技术 化学 复合材料 催化作用 有机化学 物理化学 工程类 复合数 生物化学 戒指(化学)
作者
Zhijie Cui,Honghai Wang,Chunli Li,Wenchao Peng,Jiapeng Liu
出处
期刊:Desalination [Elsevier BV]
卷期号:572: 117122-117122 被引量:39
标识
DOI:10.1016/j.desal.2023.117122
摘要

Carbon materials have drawn increasing attention as promising electrode materials for capacitive deionization (CDI) on account of their excellent conductivity and high specific surface area. Nevertheless, the practical application of conventional carbon materials has been significantly impacted by the limited desalination capacity and the slow desalination rates. Herein, a series of hierarchical porous nitrogen and sulfur co-doped carbons (PNSC-X, X = 2.5, 5, and 7.5) were successfully prepared by combining the salt template method with the dual-heteroatoms co-doping method. Benefiting from the suitable degree of graphitization, the unique hierarchical porous structure (micropores-mesopores-macropores) and the synergistic effect between the nitrogen/sulfur (N/S) dual-dopant, the optimized electrode (PNSC-5) demonstrates an abundance of active sites and rapid reaction kinetics, which are conducive to remarkably improving the CDI performance. In consequence, as a promising electrode material for CDI, the PNSC-5 exhibits excellent desalination performance (39 mg g−1 under 1.2 V), outstanding salt adsorption rate (3.23 mg g−1 min−1) and eminent stability. The CDI device with PNSC-5 as electrode shows low energy consumption and high charging efficiency during the cycle test. Furthermore, the corresponding desalination mechanism is systematically expounded by various characterization methods. This work provides a new inspiration for exploiting high-performance carbon materials for efficient electrochemical desalination.
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
刚刚
刚刚
宋晓静完成签到,获得积分10
刚刚
Cloris完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
852应助AJ2200采纳,获得10
刚刚
雷一鸣发布了新的文献求助10
1秒前
zz发布了新的文献求助10
1秒前
折木发布了新的文献求助10
1秒前
aoaoa完成签到,获得积分10
1秒前
安风JW完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
求助人员发布了新的文献求助10
2秒前
研友_VZG7GZ应助结实天荷采纳,获得10
3秒前
3秒前
cao完成签到,获得积分10
3秒前
uouuo发布了新的文献求助10
3秒前
A阿澍完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
斯文败类应助4512采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
wsg发布了新的文献求助10
4秒前
UP完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
zhenpeng完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
lpttfc完成签到,获得积分10
5秒前
Wxj246801发布了新的文献求助10
5秒前
princemach完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.1应助天启采纳,获得20
5秒前
alei1203完成签到,获得积分10
6秒前
今后应助jzmupyj采纳,获得30
6秒前
求助人员发布了新的文献求助10
6秒前
NexusExplorer应助李子采纳,获得30
6秒前
英姑应助tatai采纳,获得10
6秒前
搜集达人应助dpk采纳,获得10
6秒前
陶醉的又夏完成签到 ,获得积分10
6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
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Hope Teacher Rating Scale 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6095761
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7925823
关于积分的说明 16410424
捐赠科研通 5226231
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2793433
邀请新用户注册赠送积分活动 1776131
关于科研通互助平台的介绍 1650428