【摘 要】
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MXene材料因其优异的电化学性能在环境处理领域受到广泛关注.其中Ti3C2Tx(Tx代表材料表面官能团如—O、—OH和—F)作为一种典型的MXene材料,其单层结构的化学物理特性较多层结构更优.因此,本文通过HF刻蚀MAX方法获得多层Ti3C2Tx,再通过无水乙醇插层-剥离处理制备了单层Ti3C2Tx材料,并组装成单层Ti3C2Tx电极进行电容脱盐应用.单层Ti3C2Tx材料厚度为0.8 nm,比表面积为235.6 m2/g.结果表明单层Ti3C2Tx电化学性能得到了明显的改善,质量比电容量由52.1
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MXene材料因其优异的电化学性能在环境处理领域受到广泛关注.其中Ti3C2Tx(Tx代表材料表面官能团如—O、—OH和—F)作为一种典型的MXene材料,其单层结构的化学物理特性较多层结构更优.因此,本文通过HF刻蚀MAX方法获得多层Ti3C2Tx,再通过无水乙醇插层-剥离处理制备了单层Ti3C2Tx材料,并组装成单层Ti3C2Tx电极进行电容脱盐应用.单层Ti3C2Tx材料厚度为0.8 nm,比表面积为235.6 m2/g.结果表明单层Ti3C2Tx电化学性能得到了明显的改善,质量比电容量由52.1 F/g提升至144.7 F/g.在1000 mg/L NaCl溶液中,电压为1.2 V的条件下,单层Ti3C2Tx对NaCl的吸附量为30.7 mg/g,该吸附过程可以采用Langmuir等温线和准二级动力学方程进行描述,推测电吸附机理可以表示为双电层上发生的单层吸附过程.此工作为MXene基材料处理废水提供思路.“,”MXene materials have got great attention from researchers of environmental treatment for the great electrochemical performance. Monolayer-Ti3C2Tx (Tx is the surface terminal groups such as —O, —OH and/or —F species), as a typical structural MXene, always shows better chemical-physical characteristics than multilayer-Ti3C2Tx. Thus, we prepared monolayer-Ti3C2Tx electrode by HF etching method and absolute ethyl alcohol intercalation-delamination treatment for capacitive deionization (CDI). The prepared monolay-Ti3C2Tx shows a higher specific surface area (235.6 m2/g) and a thinner thickness (0.8 nm). Moreover, a series of systematic investigation demonstrated that monolayer-Ti3C2Tx has obvious promotional phenomenon on electrochemical properties (e. g., mass specific capacitance increased from 52.1 F/g to 144.7 F/g). The NaCl adsorption capacity of monolayer-Ti3C2Tx, is 30.7 mg/g in 1000 mg/L NaCl solution at 1.2 V. We concluded that the electro-sorption mechanism could be expressed as double electric layer and monolayer coverage by a good fitting of Langmuir isotherms and the pseudo-second-order kinetics equation. This work would provide a new strategy for the application of monolayer-Ti3C2Tx material in wastewater treatment in the future.
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