二維層狀插層主客體結(jié)構(gòu)電極構(gòu)筑雙離子脫鹽電池及其電化學(xué)去離子性能研究
項(xiàng)目類別：?國家自然科學(xué)基金
項(xiàng)目編號(hào)：21965027
項(xiàng)目規(guī)模：40萬元
參與人員：羅民; 房俊卓; 李曉曼; 王力峰; 周瑞娟; 仝云霄; 駱詩劍; 魏文慧; 高萬國
起止日期：2020/01-2023/12
為了解決水資源短缺和水環(huán)境污染的問題，急需開發(fā)低成本，高性能脫鹽技術(shù)。電化學(xué)去離子化技術(shù)因低能耗和環(huán)境友好等特點(diǎn)，在咸水脫鹽、廢水治理等方面有巨大的應(yīng)用潛力。本項(xiàng)目擬以二維層狀主客體插層結(jié)構(gòu)復(fù)合電極構(gòu)筑雙離子脫鹽電池，以層板帶負(fù)電荷的二維層狀過渡金屬碳化物（MXenes）作為陰極捕獲陽離子，以層板帶正電荷的雙羥基氫氧化物（LDHs）作為陽極俘獲陰離子，通過高活性客體插層組裝到層間形成主客體結(jié)構(gòu)復(fù)合電極材料。該系統(tǒng)將法拉第反應(yīng)引入脫鹽過程，可以有效提高脫鹽量和電荷效率。系統(tǒng)研究二維層狀陰陽離子電極的制備工藝-主客體插層結(jié)構(gòu)控制-電荷效率-脫鹽性能之間的關(guān)系，尤其是二維層狀材料的層間限域效應(yīng)和層板主體與層間客體的主客體相互作用機(jī)制。該新型雙離子脫鹽電池將有望實(shí)現(xiàn)海水淡化以及有價(jià)值的離子提取或有害離子脫除，為開發(fā)一種節(jié)能環(huán)保、低成本、高導(dǎo)電性和高容量的法拉第離子脫鹽電池提供新的思路和方法。