质子化C₃N₄/Ti₃C₂Tₓ电极

Al³⁺吸附容量55.22 mg g⁻¹

通过质子化C₃N₄/Ti₃C₂Tₓ与活性炭组成的不对称CDI器件，利用N-Al配位键和调控的三维离子通道，实现了对三价铝离子的超高吸附容量，远超镁离子和钠离子。

钱阿妞 · Wu, Hao · 孙玥 · Anning, Song · 杨朋举 · 高建明 · 石虎 · 崔莉 · 程芳琴

Environmental Science & Technology 2026

具体参数

Al³⁺吸附容量

{'zh': '55.22', 'en': '55.22'} mg g⁻¹

Mg²⁺吸附容量

{'zh': '31.26', 'en': '31.26'} mg g⁻¹

Na⁺吸附容量

{'zh': '24.36', 'en': '24.36'} mg g⁻¹

Na⁺嵌入增强倍数

{'zh': '2.7', 'en': '2.7'}

技术优势

吸附容量远超同类

Al³⁺吸附容量高达55.22 mg g⁻¹，显著高于Mg²⁺的31.26 mg g⁻¹和Na⁺的24.36 mg g⁻¹。

配位键定向捕获三价离子

C₃N₄与Al³⁺形成强配位键，诱导三维离子通道，实现对Al³⁺的优先富集与分离。

Na⁺嵌入增强2.7倍

在吸附AlCl₃后的NaCl溶液中，调控的离子通道显著促进Na⁺嵌入，使Na⁺吸附容量提高2.7倍。

应用场景

• 电吸附水处理：用于高盐废水脱盐，同时去除高价金属离子。
• MXene基电极：利用MXene的导电骨架和层间通道实现高效离子传输。
• 多价金属离子储能：电极对多价离子的强吸附能力可提升储能容量。
• 离子选择性分离：优先捕获Al³⁺，从混合离子中选择性分离铝。