Wrinkled hierarchical porous carbon spheres with interconnected multi-cavity for ultrahigh capacitive deionization

电容去离子 材料科学 球体 碳纤维 多孔性 纳米技术 电容感应 多孔介质 化学工程 复合材料 电化学 化学 电极 航空航天工程 工程类 电气工程 物理化学 复合数
作者
Xinyi Gong,Qingtao Ma,Luxiang Wang,Dianzeng Jia,Nannan Guo,Xin Du,Xuemei Wang
出处
期刊:npj clean water [Nature Portfolio]
卷期号:7 (1) 被引量:26
标识
DOI:10.1038/s41545-024-00372-z
摘要

As one of the most promising electrode materials for capacitive deionization (CDI), the development of carbon materials with controllable pore structure and continuous mass production is essential for their practical application. Herein, a facile ultrasonic spray pyrolysis method was developed to synthesize surface-functionalized wrinkled hierarchical porous carbon spheres (HCS) with unique interconnected multi-cavity structures. The wrinkled and interconnected multi-cavity hierarchical pores of the HCS play a crucial role in providing accessible ion adsorption sites and promoting ion diffusion and storage in the “multi-cavity warehouse”. The carboxyl groups on the surface of HCS generate a negative charge that promotes the adsorption of cations. The optimized HCS possesses outstanding desalination capacity (114.25 mg g−1), fast adsorption rate (6.57 mg g−1 min−1), and superior cycling stability (95%). Meanwhile, the HCS exhibited impressive desalination capacities in brackish water. Furthermore, the density functional theory calculation results confirmed that the synergistic effect of carboxyl groups and defects significantly enhanced the Na+ adsorption capacity and facilitated ion diffusion. This study extends the synthesis method of surface-functionalized hierarchical porous carbon, which is expected to facilitate the development of CDI electrode materials.
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
1秒前
2秒前
顾矜应助畅快璎采纳,获得10
3秒前
初滞发布了新的文献求助10
5秒前
Owen应助大方茹妖采纳,获得10
5秒前
5秒前
9秒前
含糊的小土豆完成签到,获得积分10
9秒前
慕白发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
arniu2008发布了新的文献求助50
11秒前
日落再见完成签到,获得积分10
12秒前
文静绮梅发布了新的文献求助10
14秒前
舒心的柚子完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
先锋完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
ya完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
ss发布了新的文献求助10
17秒前
何冰凌发布了新的文献求助10
18秒前
俏皮如松完成签到 ,获得积分10
18秒前
小马甲应助加减乘除采纳,获得10
19秒前
葡萄冰美式完成签到,获得积分10
19秒前
sunmm发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
刘庭杨发布了新的文献求助10
21秒前
24秒前
FCooSky完成签到,获得积分10
24秒前
出厂价发布了新的文献求助10
26秒前
木香完成签到,获得积分10
26秒前
大方茹妖发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
zzz完成签到,获得积分10
29秒前
HH发布了新的文献求助10
29秒前
木香发布了新的文献求助10
30秒前
大个应助variety采纳,获得10
30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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6433541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8248923
关于积分的说明 17544249
捐赠科研通 5491223
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2897035
邀请新用户注册赠送积分活动 1873610
关于科研通互助平台的介绍 1714172