Controlled fabrication of nitrogen-doped porous carbon foam with refined hierarchical architectures for desalination via capacitive deionization

电容去离子 碳化 材料科学 海水淡化 化学工程 碳纤维 吸附 氮气 活性炭 解吸 热解 纳米技术 复合材料 有机化学 化学 扫描电子显微镜 生物化学 复合数 工程类
作者
Chengyun Gong,Zhouyi Chen,Wusong Geng,Zhen Fu,Chun Chen,Yunxia Zhang,Guozhong Wang
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:643: 516-527 被引量:46
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.04.058
摘要

Porous carbon materials have been regarded as a promising alternative to activated carbon for desalination via capacitive deionization (CDI) due to refined architectures and functionalities. However, it is still challenging to obtain a controlled hierarchical pore structure and considerable nitrogen-doped content by convenient method. Herein, nitrogen-doped hierarchical porous carbon foams (NHCFs) with different microstructural features, nitrogen contents and nitrogen species were successfully fabricated via a stepwise pyrolysis carbonization strategy using easily available melamine foam. Due to the synergistic effect of hierarchical porous structure and doped nitrogen, the optimized NHCF sample carbonized at 800℃ (NHCF-800) exhibited a maximum desalination capacity of 30.1 mg g-1 at the optimal operating parameters (500 mg/L NaCl solution, 1.2 V) and an excellent regeneration performance after 50 continuous adsorption-desorption cycles. Furthermore, density functional theory (DFT) was also conducted to elaborate the disparity of sodium adsorption energy among the nitrogen species for in-depth understanding, and it mainly benefits from the ascendency of the pyrrolic-N and pyridinic-N over the graphitic-N dopant. This work paves the way of rational regulation of nitrogen-doped process and hierarchical porous structure carbon as CDI electrode materials for 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
芋头是只大肥狗完成签到 ,获得积分10
2秒前
guiliang_x完成签到,获得积分10
3秒前
逗逗完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
brown完成签到,获得积分10
5秒前
赵田完成签到 ,获得积分10
7秒前
芋泥小天才完成签到 ,获得积分10
7秒前
zz完成签到 ,获得积分10
7秒前
ellen完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小绵羊完成签到,获得积分20
9秒前
负责的紫安完成签到 ,获得积分10
9秒前
leeyolo完成签到,获得积分10
10秒前
发大财完成签到,获得积分10
10秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
13秒前
cyxismintgreen完成签到,获得积分10
13秒前
苏轼完成签到,获得积分10
15秒前
朴素访云完成签到,获得积分10
16秒前
Flynut完成签到,获得积分10
16秒前
小二郎完成签到 ,获得积分10
17秒前
橙子橙完成签到,获得积分10
20秒前
adoudoo完成签到,获得积分10
21秒前
lifeng完成签到 ,获得积分10
22秒前
hello完成签到 ,获得积分10
22秒前
封似狮完成签到,获得积分10
24秒前
缘欲尘殇完成签到 ,获得积分10
25秒前
飞飞style完成签到,获得积分10
27秒前
HCQ完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
叁壹粑粑完成签到,获得积分10
27秒前
666完成签到 ,获得积分10
29秒前
Cassiopiea19完成签到,获得积分10
30秒前
康康完成签到 ,获得积分10
30秒前
JoJo完成签到,获得积分10
30秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
30秒前
nn完成签到,获得积分10
32秒前
Hao完成签到,获得积分10
32秒前
科研通AI6.4应助yao采纳,获得10
33秒前
lllllllll完成签到,获得积分10
33秒前
Doctor.TANG完成签到 ,获得积分10
34秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7232092
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8858259
关于积分的说明 18684552
捐赠科研通 6897823
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3191801
关于科研通互助平台的介绍 2361597
邀请新用户注册赠送积分活动 2166187