AS：Ag/MXene应用于电容去离子

持续增长的世界人口，伴随着工业和农业的快速发展，导致人类对淡水的需求不断增加。考虑到地球上丰富的海水资源，去除盐水中的主要成分NaCl以产生淡水是尤为重要的。目前，热蒸发，电渗析，反渗透和电化学氧化被认为是从海水中去除NaCl的有效技术。但是其高能耗，污染和高成本限制了其大规模应用。因此，发展简易且高效的能量利用技术对于海水脱盐应用是至关重要的。在这方面，电容去离子（CDI）是被认为的一种有潜力的脱盐技术，尤其是对于咸水，与传统的海水淡化技术相比，其具有能效和简易生产的优势。

最近，德国萨尔兰大学Volker Presser教授，上海海洋大学Fei Yu与同济大学Jie Ma教授合作在国际高水平学术期刊 Advanced Science上发表题目为：Combining Battery-Type and Pseudocapacitive Charge Storage in Ag/Ti₃C₂T_xMXene Electrode for Capturing Chloride Ions with High Capacitance and FastIon Transport的研究论文，通过简单的氧化还原方法制备了一种Ti₃C₂T_x/Ag复合物，作为电容去离子（CDI）中氯离子的捕获电极。

图1. Ti₃C₂T_x/Ag样品的制备流程。

图2. Ti₃C₂T_x/Ag复合物的物理表征：XRD，TEM，XPS以及接触角。

图3. Ti₃C₂T_x/Ag复合物的电化学性能测试。

图4. Ti₃C₂T_x/Ag复合物的脱盐性能测试。

本文所制备的Ti₃C₂T_x/Ag复合物具有亲水性并且电荷转移电阻较低。Ti₃C₂T_x/Ag-3电极表现出了优异的倍率性能（在50 mA g^-1的电流密度下，1.5 mg Cl^-g^-1 min^-1），高脱盐容量（0.01 M NaCl溶液中，在20 mA g^-1的电流密度下达到135 mg Cl^-g^-1），良好的循环稳定性以及低能量消耗。因此，研究者们推断，优异的脱盐性能来自于电池行为的Ag纳米线与赝电容行为的层状Ti₃C₂T_x材料的协同效应。MXene不仅作为一种插层电极，还可以作为一种简易的电子导电网络来支持Ag/AgCl的转化反应。

文献链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202000621