cv曲线面积的意义_具有大可及表面积的新型亲水性碳纳米纤维织物可实现超高的电容去离子性能...

虽然多孔碳已被广泛用于电容去离子技术，但是由于疏水性微孔结构的可及表面积较低，导致其脱盐能力不理想，这严重阻碍了其实际应用。本研究以均匀分散的二茂铁作为成孔剂，通过静电纺丝制备了具有大可及表面积的新型碳纳米纤维织物。具有良好机械强度和柔性的碳纳米纤维织物可以直接用作过滤膜，以过滤模拟的沙质海水。

高含量的杂原子增加了碳纳米纤维的表面极性，而优化样品中控制良好的互连介孔结构有助于水合Na+和Cl-的快速传输和吸附。因此，亲水性碳纳米纤维织物的Brunauer-Emmett-Teller表面积为922 m2 g-1，较大的可及表面积为405 m2 g-1，从而导致NaCl电解质中的电容高达263 F g-1。最重要的是，它显示出19.34 mg g-1的超高脱盐能力，远高于大多数先前报道的碳材料。所制备的碳纳米纤维织物显示出较高的脱盐能力、快速的吸附速率和良好的循环稳定性，具有广阔的应用前景。

图1.亲水性MCNF的制备、CDI以及模拟沙质海水的过滤示意图。

图2.（a）扭曲之前和（b）之后的MCNF-5以及（c）P-CNF的照片。在（d）初始阶段和（e）2.5s之后，MCNF-5的水接触角。（f）在重力驱动和真空辅助过滤作用下，MCNF-5对模拟沙质海水的水通量。（g-i）模拟沙质海水过滤过程的照片。

图3.（a）MCNF-5的SEM和（b）横截面图像。（c）MCNF-5的TEM和（d）HRTEM图像。（e）CNF的SEM和（f）TEM图像。

图4.（a）MCNF-5的XPS全扫描光谱，（b）O1s和（c）N1s光谱。（d）样品的水接触角。（e）示意图说明了具有极性表面的MCNF的亲水性。

图5.（a）CNF和MCNF-5的N2吸附-解吸等温线，（b）孔径分布。（c）样品的SBET和SD>0.65nm以及（d）Vmicro、Vmeso和VD>0.65nm。

图6.CNF和MCNF-5在1 mol L-1 NaCl电解质中的三电极体系中的电化学性能：（a）5 mV s-1下的CV曲线，（b）0.2 A g-1下的GCD曲线，（c）在不同扫描速率下的比电容，以及（d）奈奎斯特图。

图7.（a）在1.2V的施加电压下，NaCl溶液（500 mg L-1）的电导率变化，（b）样品的CDI Ragone图，（c）脱盐能力与SD>0.65nm，（d）MCNF-5与先前报道的碳材料的脱盐能力和（e）面积容量的比较，以及（f）MCNF-5的循环稳定性。