碳纳米管/金属纤维电极的大面积电容脱盐性能研究

本文主要探讨了"薄层大面积自支撑碳纳米管电极材料的电容脱盐性能"这一主题，发表于2012年的《高等学校化学学报》第二期。研究团队由王喜文等人带领，他们采用了一种创新的方法，即以具有三维开放网络结构的烧结8μm-Ni金属纤维（SMF-Ni）为基底，通过乙烯催化化学气相沉积技术在金属纤维表面生长碳纳米管（CNTs）。这种复合电极材料的特点在于集流极为金属Ni纤维网络，而碳纳米管则作为离子存储库，实现了宏观、介观和纳米尺度的多级结构。 电极材料的制备过程中，作者运用了多种表征技术，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、氮气吸附-脱附等温线分析以及X射线衍射（XRD），以全面了解其结构和性质。核心的研究内容是评估了这种电极材料作为电极在质量分数为0.01%的NaCl水溶液中的电容脱盐性能。实验结果显示，在1.2V的工作电压和5mL/min的水流速下，该材料能够实现159μmol/g的NaCl电吸附容量和57%的脱盐率，显示出出色的电容脱盐效率。 此外，作者还发现，通过对CNTs/SMF-Ni电极材料进行H2O2氧化处理，可以显著增加CNTs表面的含氧基团，这提高了材料的亲水性，从而进一步提升了电极的脱盐性能。这项研究对于废水处理和资源再利用具有重要意义，因为高效地去除水中的电解质盐是实现可持续水资源管理的关键步骤之一。 这篇论文不仅深入研究了碳纳米管与金属纤维结合的新型电极材料，而且展示了其在实际应用中可能展现的优异性能，为废水净化技术和环保领域提供了新的思路和技术支持。