凤凰涅槃的重生三维石墨烯,超高体积脱盐容量
第一作者:Yuanyuan Li
通讯作者:陈南、曲良体、刘峰
通讯单位:北京理工大学、清华大学、中科院力学研究所
DOI:10.1002/adma.202105853
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为了满足高科技领域对先进材料日益增长的需求,构建具有优异性能的三维材料至关重要。无论在何时何地,如何制备出具有可控人工微结构和最佳物理化学性质的3D功能材料一直受到科学家的重视。在本文中,作者开发出一种重复重生策略以制备一种独特的3D石墨烯(3DG)材料,其在每一轮重生后都能获得更好的性能,就像凤凰涅盘一样 。
图1 . NvGn的制备过程及其微结构。
文章要点1 : 这种再生石墨烯的性能,即涅磐后的3DG (NvG),比初始的3DG有着显著地提升,包括高密度(3.36倍)和高孔隙率,以及更好的导电性(1.41倍)、力学强度(32.4倍)和超快的渗透行为。
文章要点2 : 上述优点为NvG在电容去离子(CDI)领域的应用提高强大的内在动力。当使用NvG作为CDI电极时,该材料在1 A cm-3下具有极高的容量220 F cm-3,最大盐吸收容量为8.02~9.2 mg cm-3 (8.9~10.2倍),而吸附相同质量盐的功耗不到初始3DG的四分之一。
文章要点3 : 这种"凤凰涅盘"式的3D结构制造策略,无疑将成为通过整体性能升级启动创新碳材料开发的新引擎。
图2 . NvGII的表征。
图3 . NvG的物理化学性质及其理论模拟。
图4 . NvGII的电化学性能。
图5 . NvG的CDI性能。
图6 . NvGII的实际应用。
参考文献
Yuanyuan Li, Nan Chen, Zengling Li, Huibo Shao, Xiaotong Sun, Feng Liu, Xiaoting Liu, Qiang Guo, Liangti Qu, Reborn Three-Dimensional Graphene with Ultrahigh Volumetric Desalination Capacity. Adv. Mater. 2021. DOI: 10.1002/adma.202105853.
https://doi.org/10.1002/adma.202105853