无碱活化的生物质衍生碳:一种适应于多种金属离子的电容脱盐电极材料

电容脱盐是一项绿色环保、低成本、低能耗的新技术,其中,研发高性能的电极材料是该技术的关键所在。本工作以低成本的生物质为原料,采用无需强碱或熔融盐等活化剂的绿色方法制备了介孔生物质衍生碳(NC),制备过程使用的化学试剂均可回收并能再次使用,符合当下绿色发展的理念。将制得的衍生碳作为电极材料应用于电容脱盐领域,研究结果表明,生物质衍生碳中丰富的杂原子缺陷和表面官能团赋予其优异的亲水性和赝电容特性。高通透介孔结构的生物质衍生碳不仅能够有效脱除盐水中的NaCl(在1.2 V的电压下,NC对NaCl的吸附量可以达到49.3 mg·g^(-1)),而且对Cr^(3+)、Co^(2+)等金属盐离子也有很好的脱除效果(在20 min内可脱除78.8%盐离子)。本研究可为电容脱盐领域电极碳材料的制备提供一种绿色和谐的方案。

B、N双掺杂微生物衍生碳在电容脱盐中的应用

电容脱盐是一项绿色环保、低成本、低能耗的海水脱盐技术,研发高性能的电极材料是该技术的关键所在。本工作以低成本的微生物为原料,采用可回收性硼酸作为开孔剂的绿色方法制备了高性能双掺杂微生物衍生碳(NBC),其丰富的杂原子掺杂增强了碳材料的电容吸附能力。研究结果表明,微生物衍生碳中丰富的杂原子能赋予其优异的赝电容特性。高通透介孔结构的生物质衍生碳能够有效脱除盐水中的NaCl(在1.2 V的电压下,NBC对NaCl的吸附量可以达到41.3 mg·g^(-1))。本研究可为电容脱盐领域电极碳材料的制备提供一种绿色方案。