共价交联法制备具有优异电容去离子脱盐性能的硼碳氮纳米片/石墨烯复合电极

发布时间：2024-01-31 18:18

　　电容去离子脱盐(CDI)是一种去除水中盐离子的有效方法,具有能耗低、无二次污染等众多技术优势。采用高温固相法合成硼碳氮纳米片材料,其具有比表面积高、电化学稳定性良好等特点,通过与石墨烯材料的共价交联,制备了具有高脱盐量、优异循环稳定性的硼碳氮纳米片/石墨烯复合CDI电极。此结构中,硼碳氮纳米片的高比表面积为盐离子提供了丰富的吸附位点,其优异的电化学稳定性提高了CDI循环性能;石墨烯材料为复合电极构建了电子传输网络,提高了复合电极的导电性。将其与活性炭负极组装成非对称CDI模块,在3 200 mg L^-1的盐浓度、1.4 V电压下,脱盐量达到了20.16 mg g^-1;在1.0 V电压下,经30圈循环,容量保持率达到88.1%。

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1(a,b)MBCNG-600-NH3的TEM照片;(c)MBCNG-600-NH3的SEM照片;(d,e)BCNG-600-NH3的TEM照片;(f)MBCN的SEM照片

图1为MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3及MBCN的透射电镜及扫描电子显微镜照片,从图1a,d中可以看到MBCN、BCN及石墨烯的晶格条纹,均显示出少层的片状结构。图1b,e更加直观的展示了带有褶皱的石墨烯及多孔的MBCN,BCN材料,MBCN,BCN包覆....

图2(a)MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3及MBCN的氮气等温吸脱附曲线;(b)MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3及MBCN的孔径分布图

MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3及MBCN的氮气等温吸脱附测试见图2。BCNG-600-NH3在77K时的氮吸附/解吸等温线为I型曲线,这是微孔材料的特点。MBCN为IV型曲线[25],显示为多介孔的孔径特点。MBCNG-600-NH3氮吸附/解吸等温线为H....

图3(a)MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3及MBCN的XPS表面元素组成;(b,c)MBCNG-600-NH3的C1s及B1s谱图;(d,e)MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3、MBCN和GO的红外光谱;(f)MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3、MBCN及rGO的XRD及拉曼光谱图

MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3、MBCN及rGO的XRD分析见图3e。MBCN的(002)晶面出现在2θ=23.80°,晶面间距计算为0.374nm,rGO的(002)晶面出现在2θ=25.38°,晶面间距为0.350nm,且不存在(100)晶面。与....

图4(a)MBCNG-600-NH3、BCNG-600-NH3及MBCN的XPS元素组成;(b)MBCNG-600-NH3的N1sXPS分峰谱图;(c)MBCN的N1sXPS分峰谱图;(d)BCNG-600-NH3的N1sXPS分峰谱图

MBCN的N1s谱图(图4c),可分为4个键能的峰,分别为397.12、398.56、399.81和401.09eV,对应于B—N、石墨化N、N—H和季胺中的C—N+。同样也可以从MBCN的红外光谱3300cm-1波数处找到—NH2键的峰,MBCN表面的—NH2可以与GO....

本文编号：3891321