Boosting capacitive deionization of monovalent and hardness ions using Ti3C2Tx MXene as an intercalation-type pseudocapacitive electrode

电容去离子 材料科学 化学工程 电化学 插层(化学) 电极 吸附 电容 离子 超级电容器 纳米技术 无机化学 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Thi Kim Anh Nguyen,Nguyễn Thị Ngọc Ánh,Manh Dung Nguyen,Văn Thành Nguyễn,Ruey‐an Doong
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:327: 124934-124934 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2023.124934
摘要

MXene is a promising electrode material for energy storage and capacitive deionization (CDI) applications. In this study, a viable approach was developed to synthesize Ti3C2Tx at different LiF/Ti3AlC2 mass ratios of 0.5 – 2.0 for the enhanced CDI to remove different cations including hardness (Mg2+ and Ca2+), salt (Na+), and ammonium (NH4+) ions. The Ti3C2Tx was fabricated using the hydrothermal method in the presence of LiF and HCl. The optimal mass ratio of 1.0 results in the formation of hydrophilic and well-delaminated nanosheets. Moreover, the Ti3C2Tx-1 shows an interconnected meso-macroporous structure with a specific surface area of 48.4 m2/g. The Ti3C2Tx MXene exhibits an exceptional electrochemical performance with a specific capacitance of 540 F g−1 at 5 mV s−1 in the presence of 1 M H2SO4. A remarkable desalination performance with the salt adsorption capacity (SAC) of 39.7 mg g−1 is obtained. The well-suited lattice fringe and inter-connected porous structure of the Ti3C2Tx nanosheets accelerate the electron transport, which can maintain the cyclability over 50 cycles. This enhanced electron transport leads to an improved deionization capability during the CDI process. Moreover, the Ti3C2Tx-based CDI device exhibits prominent selectivity for hardness ions with SACs of 43.8 and 39.5 mg g−1 for Ca2+ and Mg2+, respectively. The SAC of NH4+ can also be up of 39.7 mg g−1 at 1000 mg L−1. Results in this study clearly elaborate the promising potentiality for the utilization of MXene as an effective electrode material for desalination and other electrochemical applications.

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
CipherSage的应助被火星上的柏柳采纳,获得10
刚刚
zlh完成签到,获得积分10
刚刚
欣然完成签到,获得积分20
1秒前
hailiangzheng完成签到,获得积分10
1秒前
puzhongjiMiQ发布了新的文献求助30
2秒前
芙芙发布了新的文献求助10
3秒前
Researcher关注了科研通微信公众号
4秒前
4秒前
打打的应助被积极咖啡豆采纳,获得10
4秒前
蒋宁完成签到,获得积分10
5秒前
zjl完成签到 ,获得积分10
5秒前
ctl完成签到,获得积分10
5秒前
慕青的应助被平常心锁采纳,获得10
5秒前
进击的巨人完成签到,获得积分10
6秒前
艺2333完成签到,获得积分10
7秒前
坦率的念梦完成签到,获得积分20
7秒前
胡胡完成签到,获得积分20
8秒前
BRUCE完成签到,获得积分10
8秒前
我是老大的应助被唠叨的雨文采纳,获得10
8秒前
Owen的应助被jkl采纳,获得10
9秒前
可爱的函函的应助被芙芙采纳,获得10
12秒前
hyx9504完成签到,获得积分10
13秒前
托尼鸡哇完成签到,获得积分10
14秒前
深情安青的应助被十一采纳,获得10
14秒前
premo完成签到,获得积分20
15秒前
clamdown发布了新的文献求助10
16秒前
橘柚完成签到 ,获得积分10
16秒前
汉堡包的应助被艺_采纳,获得10
17秒前
Markhan完成签到,获得积分10
17秒前
烟花的应助被JeromineJade采纳,获得10
18秒前
20秒前
20秒前
Liam完成签到,获得积分10
21秒前
芃芃完成签到,获得积分10
21秒前
aajhajkahna的应助被研友_LXOBO8采纳,获得10
22秒前
mjm发布了新的文献求助20
23秒前
23秒前
mochi完成签到,获得积分10
24秒前
CHANGE发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
The Dawn of Philology 520
Organizational Behavior 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
A primer on partial least squares structural equation modeling (PLS-SEM) (4th ed.) 310
中国器官捐献和移植发展报告(2024) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7822295
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9349003
关于积分的说明 20550647
捐赠科研通 7414910
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3333271
关于科研通互助平台的介绍 2479128
邀请新用户注册赠送积分活动 2353635