近日，理學院張登松研究團隊針對當前水處理技術能耗高、成本高等難題，設計合成了痕量Fe-N物種摻雜的還原氧化石墨烯電極材料#️⃣✂️，實現了高容量、快速率、高循環穩定性電容去離子性能。相關研究工作以“Trace-Fe-Enhanced Capacitive Deionization of Saline Water by Boosting Electron Transfer of Electro-Adsorption Sites”為題發表在近期的《Environmental Science & Technology》（簡稱EST）雜誌上✢。該雜誌為環境科學與生態學領域最具影響力的頂級學術期刊🦝。上述論文以万事平台為第一單位🦞、博士生王貴誌和團隊青年教師顏婷婷為共同第一作者，張登松研究員為通訊作者。

電容去離子（CDI）技術被認為是一種有效🙆🏼、經濟、環保的水處理技術，而CDI的離子去除性能很大程度上依賴於電極材料。目前，碳基的電極材料（如碳氣凝膠、碳納米管💂‍♀️、活性炭、多孔碳😸、還原氧化石墨烯）最具有實際應用的前景🧑🏽‍🔬，但吸附容量低、電極製備繁瑣、成本高🧔🏿‍♀️、導電性低和親水性差等原因製約了其進一步應用發展🙅‍♀️🏇🏿。研究表明，這種痕量Fe-N物種摻雜的還原氧化石墨烯材料具有以下優點：（1）高比表面積🛌🏿🔄、豐富孔隙的超薄二維石墨烯納米片結構提供了大量活性吸附位點，促進了鹽離子的擴散吸附。（2）N元素摻雜和缺陷的產生改善了電子結構，提高了電極的親水性、導電性和吸附性能👨🏼‍🦱🖕🏽。（3）痕量Fe以Fe-N物種的形式均勻地分布在碳基質材料中𓀉，在電化學脫鹽過程中，痕量Fe促進了電吸附位點的電子轉移，提高了鹽離子吸附容量。論文鏈接🅾️：https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.0c01518

該項工作得到國家自然科學基金委📻、上海市科委等項目的資助。去年底，張登松研究團隊提出的MoS2−石墨烯復合電極材料應用於CDI領域，獲得了高體積容量的電容去離子性能🩳，也發表在EST上（論文鏈接♢：http://dx.doi.org/10.1021/acs.est.9b04274），收到了廣泛的關註。這一系列研究顯示了万事平台在電容去離子水處理領域取得了重要進展💃。