TiO2/Ti3C2Tx复合材料的制备及其杂化电容脱盐特性的研究

摘要

人口的快速增长和工业经济迅猛发展导致全球淡水资源短缺,对海水和苦咸水进行淡化是解决淡水资源短缺的有效方法.本工作通过直接煅烧Ti3C2Tx制备了TiO2/Ti3C2Tx复合材料,并研究了基于TiO2/Ti3C2Tx复合电极的杂化电容脱盐特性(Hybrid capacitive deionization,HCDI).研究表明,煅烧温度对TiO2/Ti3C2Tx的形貌、结构、电化学和脱盐特性有重要影响.以优化后的TiO2/Ti3C2Tx作为负极,酸化活性炭(Active carbon,AC)为正极,构筑了HCDI装置.在恒压模式下,当工作电压为1.2 V时,TiO2/Ti3C2Tx‖AC在初始电导率为3000μS·cm-1的NaCl溶液中的脱盐容量达到23.8 mg·g-1.经过20个循环后容量保持率为78％.此外,通过研究TiO2/Ti3C2Tx复合电极脱盐前后的形貌和晶相发现在脱盐过程中钠离子嵌入到Ti3C2Tx的层间.